La nuova ala di 10 piani andrà a completare l'edificio principale di Mario Botta, inaugurato nel 1995: all'interno i loro spazi sono fusi insieme, anche se all'esterno, ognuno ha mantenuto la propria individualità. L'intricato volume in mattoni di Botta risalta chiaramente sulle facciate chiare del caso Snøhetta. Sono ricoperti da pannelli polimerici rinforzati con fibra di vetro che dovrebbero assomigliare alla nebbia e alle onde della baia di San Francisco, proprio nello spirito dell'ufficio norvegese noto per la sua propensione per i simboli e le metafore poetiche.
Ma non si può dire che il primo edificio SFMOMA sia rimasto invariato: ad esempio, l'atrio sotto il famoso "oculo" in cima alla torre a strisce ha perso la sua scala originale durante i lavori di ristrutturazione, in modo che nulla ne interrompesse lo spazio. Ora sarà sostituito da una nuova scala "scultorea". Inoltre, Snøhetta, noto per la sua attenzione al paesaggio, ha progettato lo spazio attorno a entrambe le parti del complesso museale, aprendole alla città. Lo spazio espositivo al piano terra, disponibile senza acquisto di biglietto, ha lo stesso scopo. Ci saranno l'opera "Sequence" (2006) di Richard Serra e altri lavori, e la "Scala Romana" in legno di acero dovrebbe diventare un luogo di incontro preferito per i cittadini.
Al secondo piano, ci sarà una nuova hall che si affaccia su una terrazza aperta con sculture (ce ne saranno sei nel museo) e una parete verde di 16.000 piante, la più grande della Bay Area di San Francisco.
La nuova ala con una superficie totale di 21,8 mila mq è leggermente più ampia rispetto all'edificio Botta (20,9 mila mq). Questo aumento delle dimensioni del museo ha permesso di organizzare nuovi spazi per spettacoli e altre performance, il Pritzker Center for Photography - per l'esposizione e la ricerca di opere di questo genere, una galleria di architettura e design, locali educativi e molto altro ancora. Un nuovo centro di restauro, laboratori di artisti e uffici del personale occuperanno i piani superiori della nuova ala.
La costruzione del nuovo edificio è iniziata nel 2013 e l'apertura del museo rinnovato è prevista per il 14 maggio 2016. Il budget era di 305 milioni di dollari. Il progetto afferma di essere LEED Gold (SFMOMA dovrebbe utilizzare il 46% in meno di energia e il 60% in meno di acqua di rubinetto rispetto a un edificio standard con le stesse specifiche).
