古名「平城」的山西大同，曾是北魏的首都、遼金的陪都，也是明清時期的邊防重鎮。然而在近代因煤炭而致富的大同，一度被貼上工業污染的惡名，為了擺脫煤都形象，大同市特別規劃興建了一系列文化建築，以期為這座歷史悠久的古都，帶來 21 世紀的文化復興。其中位於大同市文化廣場、於 2021 年 9 開幕的大同美術館，便是大同市五大新文化建築之一。
由國際知名建築事務所 Foster + Partners 設計的大同美術館，特別以火山噴發意象，來構思這座新文化地標的建築樣式。設計團隊除了以 4 個內摺式金字塔量體，組合出如同山峰層疊的建築景觀，並且以呈現天然蝕銹色澤的耐候鋼，描繪出黃土山峰的意象。在每個金字塔量體的內摺面，則設計有成排的天窗，以此為展館內帶來美麗的光影流動景象。建築內除了延續有金字塔式的空間樣式，並且規劃有一個高 37 公尺、跨度 80 公尺的大型展廳。這個寬敞的大展廳不僅能展出各式大型藝術作品，並且能讓美術館空間在未來擁有更高效的彈性使用性能。
為了適應山西的氣候條件，大同美術館也以被動式節能建築設計，來減少能源的消耗。包含以面向北方和西北方的高層天窗設計，來減少日光直射，以此創造出適合藝品展示的自然採光。佔整個建築體 70% 面積的傾斜式屋頂，則擁有超過建築規範 2 倍的隔熱性能，而只佔 10% 的玻璃材質，也將建築日後的維護消耗降到最低。在美術館內也採用了最先進的微型氣候控制系統，來提供最友善藝品的室內氣候條件。