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Das MPI-CBG befindet sich nur wenige Kilometer vom historischen Stadtzentrum Dresdens entfernt, zwischen der Medizinischen Fakultät der TUD und dem Villenviertel Dresden-Blasewitz. Auf der Fläche des Instituts nahe der Elbe befand sich ehemals ein Straßenbahndepot. Das lang gestreckte, schmale Gelände lieferte den Rahmen für die architektonische Grundaussage: Der Gebäudekomplex ähnelt einer Geraden bzw. einer genetischen Karte.

Als federführende Architekten wurden zusammen mit dem deutschen Architekturbüro HENN die finnischen Weltklasse-Architekten Mikko Heikkinen und Markku Komonen beauftragt.

Die Errichtung des Gebäudes erfolgte in Rekordzeit. Sie begann im Frühjahr 1999 und wurde Ende 2000 abgeschlossen. Seit Februar 2001 arbeiten nun Wissenschaftler aus über 40 Ländern zusammen unter einem Dach. Die feierliche Eröffnung durch den Präsidenten der Max-Planck-Gesellschaft, Herrn Prof. Hubert Markl, in Anwesenheit von Bundeskanzler Schröder als Ehrengast erfolgte im März 2002.

Die Gesamtfläche umfasst 24.162 m². Das MPI-CBG ist in drei Hauptkomponenten untergliedert: den Hauptlaborkomplex (20.541 m²), das Funktionsgebäude (2.678 m²) und ein Gästehaus für Gastwissenschaftler und -studenten (943 m²). Die Gesamtkosten beliefen sich auf 55 Millionen Euro.

Ziel war es, ein Gebäude auf höchstem Niveau in Bezug auf die technische und praktische Auslegung der Labors zu schaffen, das gleichzeitig Synergien schafft, Zusammenarbeit und Gemeinschaft fördert.

Das Laborgebäude besteht aus acht internen Komplexen, so genannten Homebases, von jeweils 1.100 m², die alle in ein großes zentrales Atrium münden, welche als Kommunikationszentrum dient. Im Erdgeschoß befinden sich die Cafeteria und der Speisesaal mit Blick in den hinteren Gartenbereich. Die Bibliothek, das Auditorium und die Verwaltungseinheiten schließen sich direkt an.

Das Atrium des Instituts beherbergt ein Werk des Schweizer Künstlers George Steinmann, dessen Ansatz es war, die wissenschaftliche und kulturelle Rolle des Instituts zu interpretieren. Sein Ergebnis ist ein mehrteiliges und mehrschichtiges Kunstwerk namens "Metalog" mit einer Videoprojektion für drei Bildschirme. Das Bildmotiv ist eine Flechte, ein symbiotischer Organismus, der als Metapher für die gegenseitige Wechselwirkung gilt, die in der wissenschaftlichen Forschung von besonderer Bedeutung ist. Diese Bilder befinden sich an der Wand des Atriums.

Zur Markierung des Eingangsbereichs haben die Architekten eine segelförmige Überdachungen angebracht.

Die beiden Längsseiten des tiefblauen, metallkaschierten Gebäudes werden dominiert von einem grünen Metallgitter, das hilft, die Erwärmung durch Sonneneinstrahlung zu reduzieren. Die architektonische Aussage des Gitters nimmt Bezug auf seine kinetische Wirkung, die das Gebäude immateriell und lebendig erscheinen lässt. Seitlich gesehen, wird nur die grüne Oberfläche des Gitters sichtbar, betrachtet man es von vorn, tritt das tiefblaue Metall hervor. Läuft man an dem Gebäude entlang, kann man den Wechsel von Farbe und Licht erleben.