石是构成建筑立面的主要材料，表现出建筑的横向肌理使得美术馆各层看起来是融合成的一个整体。除了展厅，美术馆还拥有报告厅、研讨室、人文美术图书资料中心、绘画装裱修复室和油画修复室等功能较为完善的设施。天津美术馆建设时采用了不同的绿色技术，其中包括采用低辐射玻璃的自然光综合利用技术，强调了建筑的局部立面的同时又避免光线直射入馆内的石材百叶，砌块密度小、热导率小的蒸压轻质砂加气混凝土砌块施工工艺以及再生能源利用技术等。除此之外，美术馆二楼主展厅的吊顶采用具有材质轻、强度高、吸音隔音效果好且寿命长的软膜天花作为展