展館外型源于變幻的“云”,暗示人類遨游藍天的夢想;又似無限符號“∞”,象征宇宙的無限神秘,為航空發展提供無限可能,也寓意飛行為城市帶來的無限變化,展館昵稱“飛無限”也由此而來。展館外表覆蓋潔白的膜材,將“云”的聯想帶入參觀者的眼簾,進而表現“飛”與“翔”的理念,表達人類超越地心引力的喜悅。
中國航空館建筑外形設計源于變幻的“云朵”,蘊含著“飛”與“翔”的理念。航空館表面潔白的PVC膜,雖然厚度僅0.7毫米,卻能夠承受一個正常成人的體重。展館設計將世博會環保理念融入其中,利用雙層屋面構造方法,導入自然空氣,形成獨特的符合環保要求的生態夾層。為了實現夜景照明的最佳效果,航空館采用可以使PVC膜晶瑩剔透的熒光燈,分節日、常態、閉館至午夜、午夜至天亮等時段,變換點亮不同部位的照明。在適當時段開啟噴霧配合垂片吊頂內的LED彩燈,襯托中國航空館這朵神奇的“白云”。