El proyecto de Renzo Piano es un volumen de vidrio rectangular de tres pisos, equipado con una "alfombra voladora", un dosel de aluminio sobre las galerías del nivel superior. El objetivo del arquitecto era dar a su edificio una impresión de ligereza para contrastarlo con el edificio principal del Instituto, modelo del neoclasicismo de 1893.
La nueva ala aumentará el área del museo en un tercio (24.500 m2). Albergará una colección de arte contemporáneo, que incluye fotografía, videoarte, colecciones arquitectónicas y un centro educativo. Las propias galerías son un ejemplo de un diseño libre, que permitirá al visitante elegir él mismo la ruta de la inspección, y los curadores de las exposiciones pueden instalar y quitar fácilmente las particiones.
La estructura estará estrechamente relacionada con el nuevo Millennium Park cercano, tanto a través del concepto de planificación urbana (la entrada al edificio Piano está ubicada en el eje del Jay Pritzker Pavilion, construido en el parque por el proyecto de Frank Gehry), y Físicamente: un puente peatonal de acero inoxidable, madera y vidrio en forma de "hoja de cuchillo" conectará el parque con el restaurante en la azotea del museo y la galería de esculturas al aire libre ubicada allí.
La construcción de $ 258 millones se completará en la primavera de 2009.
