臺中國家歌劇院位於臺中七期重劃區內,前方面臨夏綠地公園,再延伸則為臺中市政府市政大樓及市議會大樓,是臺中市經濟文化行政的核心地帶.
「臺中國家歌劇院新建工程」整體建築結構皆由曲牆構成，曲牆總高為32 公尺，並依高程分割為五階段施作，曲牆結構系統係由58 個大的曲牆單元所構成，施做時則會再劃分割為1,372 個不同曲牆單元，以利運送。其主要結構系統係由『連續曲牆牆面』、『鑲嵌樓版』、『鑲嵌內牆』、『鑲嵌外牆』及『服務核心牆』等五個區塊所構成。
曲牆最大的特色，即是建築體全由曲牆單位構成，無任何樑柱支撐，且每個曲牆單位依位置的不同，所承載力道的不同，厚度為40 cm~80 cm 的漸變；因此需要經過非常精密的計算，方可達到施工結構的最佳化尺及最佳的安全係數。
戶外的部份，為了讓歌劇院與都市空間連結呼應，並重視周圍公園綠帶的連續性，週邊規劃綠地與散步通道，再輔以水景設計，塑造內外無界限之迴游公園。帶狀地景擬作為視覺的引導，吸引觀眾參訪並留下深刻印象。
歌劇院正面與主要廣場規劃水景、草丘，提供富有生命力及親和力之休憩場所。在人車動線分離原則下，計程車招呼站配置於基地南側，以確保空間安全與動線流暢。在景觀上配合周邊環境，善用基地地形，妥善栽植合適的植栽。西側採緩坡草丘與地下二樓的小劇場做連結，將劇場與景觀空間融為ㄧ體，創造出另一自然開放、起伏多樣化之戶外劇場空間。
歌劇院內部空間，主要由2014席之大劇院、800席之中劇院、200席之小劇場及其附屬設施所構成。觀眾在進入主要設施三劇場之演藝空間前，即可充分感受歌劇院作為一「音響空間」或稱之為「美聲涵洞」的特徵。打破傳統的地坪、牆面、天花等既成觀念，在此將之轉換為聲音的路徑及筒腔，穿透並結合三劇場及其他種種機能如：藝文商場( 工作坊、商店、咖啡廳)、餐廳及廳廊。將三座劇場自由配置於其間，利用整體結構流動連續特性，詮釋出建築空間與劇場藝術之身體、藝術、音樂及演出相互持續對話的空間。
歌劇院已於105年完工，亦於105年8月正式捐贈予文化部，同時於9月30日開館啟用，目前臺中國家歌劇院由文化部國家表演藝術中心營運管理中。