建筑采用清水混凝土一体浇筑成型，通体洁白的流畅曲面如同凝固的海浪，外墙与屋顶自然衔接，遍布的不规则孔洞既是有机的呼吸口，又能引入自然光线与海风，巧妙适配海口的气候特点。朝阳面的悬挑屋檐与外围回廊灰空间形成天然遮阳通风区，让驻足者可惬意观海休憩，而夜晚灯光亮起时，建筑则化作海岸边的浪漫光点，与远处的世纪大桥相映成趣。建筑面积约 1400 平方米，其中 690 平方米的阅读空间藏书万册，涵盖文学、艺术、哲学等多个门类，二层引入 “晓岛” 阅读空间，阶梯式阅读区围合而坐，既保证了良好采光与视野，又营造出放松亲密的氛围，专门设置的儿童阅读区则以低矮洞型空间提供私密体验。除了核心阅读功能，馆内还配套有咖啡厅、多功能影音区、母婴室、公共休息区等设施，外围的海边栈道与草坪也向公众开放，成为无需预约也能打卡的观景胜地。

作为公益阅读空间，云洞图书馆实行免费预约制，每日通过公众号开放名额，自 2021 年开馆以来已接待访客超 20 万人次。这里不仅是静心读书的好去处，更承载着文旅融合的重要作用，先后举办过海南国际旅游岛欢乐节、国际艺术展等大型活动，日落时分的光影更是极具特色，晚霞为白色建筑镀上暖金，海面倒映着建筑轮廓，成为捕捉海口浪漫氛围的绝佳取景地。从建筑艺术到公共服务，从阅读体验到文旅打卡，云洞图书馆以 “自然・共生・未来” 的理念，将超现实的设计感与日常的实用性完美融合，成为海口这座城市的文化名片与精神驿站。