Museet ligger i det nye distriktet Tjuvholmen, på slutten av en fylling: det lukker den sentrale delen av byhavnen, og derfor har dette prosjektet en betydelig byplanleggingsrolle. Bygningen ligger rett ved siden av vannet, og hovedfasaden, som i det vesentlige er et tak, vender mot vannet: disse er buede glasslofter som ligner et seil. Renzo Piano minnet altså om områdets historie: det pleide å være en industriområde med et verft. Også i dette motivet er forbindelsen mellom Oslo og Norge med havet: en arkitekt som bygger yachter for seg selv, setter spesielt pris på samspillet mellom byen og bygningene med vann som et naturlig element.
Derfor blir det arrangert en strand og en skulpturhage ved siden av museet, som vil tiltrekke seg selv de som ikke planlegger å delta på utstillinger, men bare vil slappe av og beundre utsikten over Oslofjorden og sentrum av den norske hovedstaden. Piano mener at arkitektens oppgave er å skape et miljø med "skjønnhet", siden det er skjønnhet som vil tiltrekke folk til den nye bygningen. Etter hans mening bør ikke skjønnhetsrollen for samfunnet undervurderes, og en arkitekt skal ikke være en pragmatiker besatt av funksjonalitet - hans arbeid bør være basert på humanisme. Slike "idylliske" synspunkter er uventede for forfatteren av Pompidou-senteret, men han forlater ikke sin fortid, mye mer radikale ideer: "Beaubourg" var viktig som et manifest som avviste et tradisjonelt museum, høytidelig hevet over gaten, med en bred trapp foran, overveldende den redde besøkende. Da ideen om tilgjengelighet til et “kunsttempel” ble akseptert av arkitekter og museumsprofesjonelle, ble det mulig å ta opp andre spørsmål.
En av dem er form semantikk. Ansvarlig for dem er det tilsynelatende vektløse "seilet" av fasaden, som spiller en annen rolle - "lysfangeren". Piano er kjent for sin oppmerksomhet mot naturlig belysning på museer: han mener at elektrisitet "flater" kunst og rom, så han bruker den så lite som mulig. Men i Oslo sto han overfor en uvanlig oppgave: der ble det det viktigste å ikke filtrere ut de lyse solstrålene, som er farlige for utstillingene, men tvert imot å slippe inn hallene så mye svakt nordlys som mulig..
Modellen for nye Astrup-Fearnley er det danske museet i Louisiana, hvis kompleks har blitt bygget i flere tiår som paviljonger spredt over hele parken. Denne "uformelliteten" er det Piano er interessert i: et museum er ikke et "maktsenter", dets sosiale funksjon er et attraktivt offentlig rom. Derfor ble bygningen ikke bestemt som et monolitisk volum, men som tre bygninger, atskilt med en kanal - en hyllest til "vann" -oppsettet til selve Tjuvholmen og den nærliggende Akerbrügge.
Bygningen av midlertidige utstillinger har utsikt over havnen, stranden og hagen. Den er koblet til to andre bygninger ved en bro over en kanal; Bygningen som vender mot byen er ment for kontorer - dette vil delvis gi tilbake konstruksjonen. Og bygningen som vender mot havet, vil bli brukt til en permanent utstilling og som et kultursenter. Til tross for forskjellen i funksjon løses fasadene på alle deler av komplekset på samme måte - de er dekket med tre: dette er en hyllest til den lokale tradisjonen.
Piano påpeker at det nye komplekset vil ha rundt 12 "severdigheter" for besøkende, inkludert, selvfølgelig, utstillinger: Astrup-Fearnley har en førsteklasses samling av samtidskunst, inkludert verk av Andy Warhol, Francis Bacon, Damien Hirst, Jeff Koons. Åpningen av den nye museumsbygningen er planlagt til høsten 2012, mens disse verkene er utstilt i sentrum av Oslo, i en bygning bygget av det norske byrået LPO i 1993: museets samling har vokst så mye siden den gang at utstillingen rommet har lenge sluttet å være nok.
Likevel gjør den nåværende bygningen, med sine lyse saler og "grove" betongvegger, jobben sin bra. Men i konstruksjonen av Renzo Piano vil byen og museet motta noe mer enn en praktisk "boks" for utstillinger: et multifunksjonelt samfunnshus - fokuset på bylivet i et naturlig miljø.