夢の島熱帯植物館の最大の特徴は、施設内に専用の化石燃料ボイラーを持たず、隣接する新江東清掃工場の余熱利用の仕組みによってすべての温室暖房および給湯エネルギーを賄っている点にあります。焼却炉で発生する熱で沸かした高温水（蒸気熱交換水）をパイプラインで直接引き込み、床下暖房や温風暖房に循環させることで、冬場でもドーム内は室温15度以上、湿度70%前後の安定した熱帯雨林環境が保たれています。
館内は大きく特徴的な3つのガラスドーム（Aドーム・Bドーム・Cドーム）で構成されており、それぞれ異なる景観美と植物生態系を展開しています。
- Aドーム（木生シダと水辺の景観）：巨大なヘゴやマングローブ植物が生い茂り、豪快に流れ落ちる滝が訪れる者を迎えるダイナミックな導入空間。
- Bドーム（ヤシと人里の景観）：熱帯の農村集落をイメージしたエリアで、タベブイアやヤシ類が高く伸び、熱帯の民家風テラスから立体的な眺望を楽しめます。
- Cドーム（小笠原の植物とオアシス）：世界自然遺産である小笠原諸島の貴重な固有種（ムニンツツジなど）を保全・展示。さらに子どもから大人まで惹きつける大温室ドームの食虫植物コーナー（ウツボカズラ、ハエトリソウ、モウセンゴケ等）が常設されています。
これらの3連ドームを順路に沿って巡ることで、単なる鑑賞にとどまらず「ゴミ処理と環境共生」という都市インフラの物語を肌で体感できる設計になっています。
