兒童藝術教育中心2013年完成空間改造，包含地下樓的展覽室、互動區、大小工作坊和戶外中庭共約2000平方公尺。建築基地空間設計強調有如「打開的迴紋針」的動線，以圍繞、翻摺、穿越、伸展、起伏的連續變化，重新界定各個區域的獨立性和各個空間的連結。除了建築本身如藝術品一般，家具的設計及配置是重點打造的美學環節，期使孩童在潛移默化中培養對美的感受力和敏銳度。空間重新整建後，通透的落地玻璃窗得以納入中山北路一側的城市景觀，更新增穿越中庭的廊道，以此消弭室內外界線，讓空間變得更具可及性與親和力。
展覽室每年推出一至兩檔自行策畫展或國際交流的專題教育計畫，內容主要由館方教育人員策劃，並且邀藝術家合作，主題涵括現當代藝術及建築美學，以展出原作、結合創作活動及互動裝置作為計劃原則，可結合互動區或大小工作坊以主題方式串聯運用。
互動區為教育計畫的延伸區域，規劃互動裝置以及體驗環境，使民眾在親自操作及創作的過程中，更加理解展出的作品以及藝術家的創作概念與表達方式，而戶外中庭也會配合計畫主題舉辦活動。
小工作坊位於兒藝空間另一側底端，提供學齡前幼兒及團體使用，盡量維持原本寬敞開放的空間型態，以利多元活動進行，可搭配教育計畫主題或獨立操作，例如說故事、藝術探索、表演、肢體律動及播映影片等。小工作坊後方的親子洗手間及親子室，其友善的功能及設備切合家長與小朋友的需求，同時也是傳達生活美學與友善意念的環節之一。
大工作坊獨立於兒藝空間之外，緊鄰諮詢服務中心。其服務對象平日針對學校團體、假日針對非團體觀眾，主要結合遊戲與創作活動，引領觀眾大膽嘗試藝術的各種可能性。
諮詢服務台位於地下樓兒藝中心主要入口處，可作為參觀報到、集合的區域。2018年重新開館後，調整為本館地下樓整體諮詢服務中心。