徐汇跑道公园是一个反映上海城市发展史的创意城市更新项目。考虑到场地的前身是上海龙华机场跑道，公园设计效仿机场跑道的动态特质，采用多样化的线性空间将街道和公园组织成一个统一的跑道系统，满足汽车、自行车和行人的行进需要。虽然所有的空间都是线性的，但每个空间中采用了不同的材料、尺度、地形，并设计了不同的活动项目，以创造多样的空间体验。这样，公园成为承载现代生活的跑道，在都市环境中提供了一处休闲和放松的空间。
跑道公园的设计还迫切需要能够穿越时空，在现代城市肌理之中留下一抹往昔的记忆。设计中尽可能地保留了原有机场跑道的混凝土铺面，包括重新利用破碎的跑道混凝土块建造新的园路、广场以及休息区等。公园内许多空间的设计都旨在唤起人们乘飞机时上升、下降的体验，不仅向访客暗示基地作为机场跑道的历史，同时也为场地提供了多种视角。
在道路设计中，通过控制车行道的宽度、鼓励使用公共交通而不是私家车，来竭力保持紧凑的城市中心区的感觉。此外，六行落叶行道树沿人行道、自行车道以及机动车道形成绿化隔离带，创造了舒适的微气候、四季变换的景致、及人性化尺度的景观大道。在地铁站和相邻开发地块之间的下沉花园，可以改善人们来往于地铁时的空间体验，同时增加公园的空间层次。
与景观功能相结合，公园里将全部运用长三角本土植物品种创造多样的陆生和水生动物栖息地。观鸟园、果林和多种多样的花园营造了优美的陆生环境；湿地、人造软质驳岸与漂浮湿地模块组成了健康的水生环境。
灯杆的设置再现了对机场最为重要的通信和照明功能，呼应了基地的航空和工业历史。地埋的线状和点状灯具不仅标示出昔日的跑道，而且也是公园的标志性视觉元素之一。发光的扶手、座椅、遮荫棚、架空步道将和环境标识一起为功能空间创造视觉边界。所有的灯光都有意识地避开了栖息地和夜行生物的活动区域。
云锦路和公园的雨水通过路旁5,760平方米的雨水花园和8,107平方米的人工湿地进行管理。这里将建成上海市第一个沿道路的雨水花园系统。基地北面的径流流经公园中的雨水花园后排放到运河中，南面的径流则经过一系列过滤湿地排入运河。用以减缓流速的开放前池与植被覆盖的湿地相结合，有助于减少道路径流中的悬浮颗粒物和污染物。整个场地的雨水径流最终经机场河排入黄浦江。
