Konstrukcja Projekt budynku był wybrany poprzez międzynarodowy konkurs, który wygrał zespół kierowany przez architekta Arata Isozaki z Tokio. Projekt opracowała firma Archa S.P.A. Hala została zaprojektowana wraz z włoskim architektem Pier Paolo Maggiora i jest częścią większego kompleksu sportowego, który jest znany jako Centralny Kompartment Stadionów Olimpijskich, a także obejmuje halę pływacką i plac apelowy.
Zewnętrzna część futurystycznego budynku ma prostokątną strukturę ze stali nierdzewnej i szkła pokrytą powłoką kartezjańską. Arena jest elastyczna w swojej wewnętrznej strukturze oraz w układzie trybun, dzięki nowoczesnemu systemowi trybun ruchomych i wysuwanych, a także opcji tymczasowego podestu ruchomego. Akustykę konstrukcji można również dostosować.
Palasport Olimpico został zaprojektowany do organizowania wielu różnych rodzajów wydarzeń po Zimowych Igrzyskach Olimpijskich 2006. Arena może gościć wydarzenia, takie jak np. hokej na lodzie, lekkoatletyka, a także koncerty, konwencje, wystawy, imprezy, parady, pokazy, spotkania religijne.