Der Neubau steht auf einem langen, schmalen Grundstück an der Pfotenhauerstraße in unmittelbarer Nachbarschaft zur Universitätsklinik der TU Dresden. Der besondere Zuschnitt des Grundstücks führte zur linearen Anordnung der drei grundsätzlich verschiedenen Funktionseinheiten: Instituts- beziehungsweise Laborgebäude, Versuchseinrichtung und Gästehaus. Das Institutsgebäude steht auf dem nördlichen Grundstücksbereich, in südlicher Richtung folgen die Erweiterungsfläche, das Tierhaus mit Parkierungsfläche und das Gästewohnhaus. Im Osten reichen die begrünten Höfe der aneinander gereihten Villengrundstücke an die Grundstücksgrenze des Instituts heran. Im Westen grenzt das Gelände des Klinikums an, für dessen provisorische Lagerbebauung längerfristig eine Neubebauung vorgesehen ist.

Im Institutsneubau wurden Arbeitsplätze für etwa 300 wissenschaftliche Mitarbeiter vorgesehen. Der Hauptzugang erfolgt von Norden von der Pfotenhauerstraße. Eine Erschließungsstraße über die ganze Grundstückstiefe verbindet – von Nord nach Süd – die drei linear angeordneten Baukörper und Außenbereiche. An beiden Längsseiten der Fassaden überdeckt als Sonnenschutz ein grünes Metallraster das ansonsten mit dunkelblauen Metalltafeln verkleidete Gebäude. Bei Betrachtung aus einem schrägen Winkel ist nur die grüne Oberfläche des Metallrasters sichtbar. Steht der Betrachter jedoch im rechten Winkel zur Fassade, wird die dunkelblaue Metallverkleidung erkennbar.

Der dominierende viergeschossige Hauptbaukörper des Instituts- beziehungsweise Laborgebäudes besteht aus zwei identischen, in der Fläche nahezu quadratischen Gebäudeteilen mit einer dazwischen liegenden Eingangshalle. Diese ist mit ihren kommunikativen Einrichtungen (Cafeteria, Restaurants, Lesehalle etc.) im Erdgeschoss ein Ort der Begegnung und des wissenschaftlichen Austauschs. Allgemeine Nutzungen auf dieser Ebene wie Bibliothek, Hörsaal, Verwaltung, Küche und Werkstätten sind von der Eingangshalle aus direkt zu erreichen. Jede Laboretage gliedert sich in eine wiederkehrende Ordnung von außen liegenden molekularbiologischen Großlaboratorien, einigen Sonderlaboratorien und Büroräumen sowie den im Gebäudekern zusammengelegten Bereichen für Analyse, Gewebekultur, Geräte und Mikroskopie. Die gemeinsame Anordnung der Funktionsbereiche für die jeweiligen Laborabteilungen auf einer Ebene ist nicht nur gebäudetechnisch von Vorteil. Sie fördert zudem den Gedankenaustausch der auf den unterschiedlichen Geschossen tätigen Wissenschaftler. Die Konstruktion und Baustruktur des Gebäudes erlaubt es, auf die Entwicklung künftiger innovativer Forschungsarbeit flexibel zu reagieren.