Markenzeichen des Olympiaparks ist das transparente Zeltdach aus Acrylglas. Zur Zeit seiner Errichtung das „größte Dach der Welt“, war es eine optische und statische Sensation – und teuer. Der Baufortschritt wurde deshalb international beäugt. Das 78.000 Quadratmeter große Dach besteht aus einem Stahlseilnetz, das an 51 bis 80 Meter hohen Pylonen und Stützen aufgehängt ist und Acrylglasplatten. Es fasst das Olympiastadion, die Olympiahalle und die Schwimmhalle als die drei wichtigsten Sportanlagen im Herzen des Parks zusammen. Trotz ihrer massiven Verankerung wirkt die Konstruktion filigran und schwebend. Über ein Dutzend namhafte Professoren wurden als Gutachter hinzugezogen: Statiker, Brandsachverständige, Glaziologen, Ornithologen und Bakteriologen befassten sich mit Themen, die von der Schneelast bis zum Schutz der Vögel reichten.
1967 schrieb die Stadt einen Wettbewerb für das Zeltdach aus, den die Architektengruppe um Professor Günter Behnisch aus Stuttgart gewann. Die Idee: Die Hauptsportstätten sind nach frühem olympischen Vorbild in Erdmulden eingebettet und – in Referenz an antike Sonnensegel – mit einem transparenten Zeltdach überdeckt. Am 13. Oktober 1967 stimmten 17 der 19 Preisrichter für den ungewöhnlichen Entwurf, der nicht unumstritten war. Zur Realisierung der Zeltdach-Idee holten Behnisch und Partner die Expertise des Architekten Frei Otto und des Bauingenieurs Jörg Schlaich ein; Otto hatte auch das Zeltdach für den Deutschen Pavillon bei der Weltausstellung 1967 in Montreal realisiert.
