بنای خانه علم با معماری خاصی که دارد تلفیقی از عناصر معماری سنتی ایرانی و معماری مدرن است.
این بنای آجری که در سال 1379 و مصادف با سال جهانی ریاضیات ساخت آن آغاز و در سال 1386 تکمیل شد، یک سازه هشت ضلعی است که این ویژگی آن وامگرفته از سبک معماری آذری و تداعیکننده شاهکار بزرگ معماری فضلالله همدانی، وزیر ایلخانی یعنی گنبد سلطانیه، اولین گنبد بزرگ آجری جهان است که به عنوان یکی از نمادها و جاذبههای توریستی استان زنجان شناخته میشود. بارزترین عنصر معماری مدرن بنای خانه علم، گنبد شیشهای آن است که به شکل یک استوانه برشخورده علاوه بر زیبایی و جلوه منحصر به فرد، تداعیکننده دانش ریاضی و هندسه است و توجه هر بینندهای را به این سازه جلب میکند.
فضای درونی خانه علم یک ساختمان سه طبقه (زیرزمین، طبقه همکف و طبقه فوقانی) است که با معماری مرکزگرا و شبهمدوری که دارد، به هر ببیندهای این باور را میدهد که این سازه یک هدف مرکزی دارد و آن هم «علم» و دانش است.
فضای درونی خانه علم شامل بخشهای مختلفی همچون کلاسهای درسی در طبقه همکف، آمفیتئاتر در طبقه زیرین و یک نمایشگاه در طبقه فوقانی به نام «نمایشگاه شگفتیهای علم» است.
نمایشگاه شگفتیهای علم، جایی است که تعداد قابل توجهی ابزارآلات علمی-نمایشی با هدف آموزش مفاهیم پیچیده علمی به شکل ساده، نمایشی و مهیج به مخاطبین در معرض دید آنها قرار دارد.
ما در خانه علم باور داریم که با انجام یک نمایش علمی آمیخته با هنر و یا نشان دادن یک تصویر، میتوان همان راهی را طی کرد که میبایست برای گذر از آن، از هزاران کلمه مدد جست؛ چه آنکه از طریق نمایش، تمامی حسها در جهت یادگیری فعّال شده و به کار برده میشوند و اثری عمیق و چه بسا ماندگار بر ذهن و روان مخاطب برجای خواهد ماند.