El proyecto, con un coste de casi treinta millones de dólares, es obra del estudio HOK Florida, que ha duplicado el tamaño del Museo Dalí original de 1982, con un total de 6.300 metros cuadrados en tres plantas, en los que se exponen óleos, acuarelas, dibujos, esculturas y otras obras de la colección permanente de 2.140 piezas. El concepto del proyecto se deriva directamente de la finalidad del edificio. Se inspira tanto en el arte surrealista de Dalí como en la necesidad práctica de proteger la colección de los huracanes que amenazan la costa oeste de Florida. "Salvador Dalí fue un gran pionero del arte del siglo XX y ésta es quizás la mejor colección de su obra en el mundo", dijo Weymouth, director de HOK Florida. "Nuestro reto era descubrir cómo resolver las necesidades técnicas del museo y del emplazamiento de forma que expresara el dinamismo del gran movimiento artístico que lideró. Era importante que el edificio hablara de surrealismo, sin ser banal". Un "cofre" euclidiano de casi 18 metros de altura, en ángulo recto, con gruesos muros de hormigón armado, contiene y protege las obras de arte. Esta caja de hormigón visto se ve interrumpida por un cuerpo fluido y orgánico de vidrio triangular llamado "Enigma" (llamado así por un cuadro de Dalí de 1929) que abre el museo hacia la bahía y el cielo y forma el techo del atrio.
