Le palais des Sports de Beaulieu est un équipement omnisports situé sur l'Île de Nantes, et constitué de plusieurs salles dont la plus grande a une capacité pouvant atteindre 5 500 places. S'y ajoutent six salles annexes, dont l'une de 500 places.
Le palais des sports de Beaulieu a pour équipes résidentes le HBC Nantes (handball masculin) et le NLA Handball (handball féminin).
La construction du palais des sports de Beaulieu entre dans le cadre de l'aménagement de la ZUP de Beaulieu, décidé dans les années 60. Les premiers dessins du bâtiments respectent une architecture aux formes géométriques de base, dont le symbole est le Tripode. Les architectes Georges Evano et Jean-Luc Pellerin, en charge de la réalisation du palais des sports, prennent quelques années plus tard le contrepied de ce choix. Alors que la forme initiale envisagée est un pentagone, celle du « palais » édifié ne peut être définie. Au lieu du béton envisagé, l'enveloppe du bâtiment est faite de verre teinté de noir, appuyé sur une structure métallique. Alors que l'emploi de cette technique innovante fait scandale pour la construction, à la même période, du Centre Pompidou dans l'environnement architectural de Paris. Le résultat est perçu positivement dans le cadre du quartier neuf de Beaulieu. Le béton est utilisé pour le socle du bâtiment et les gradins, et les parties visibles à l'extérieur sont peintes en rouge vif. Le complexe sportif est conçu comme un lieu de spectacle. La configuration architecturale permet une circulation plus fluide que dans le cas de tribunes classiques. Georges Evano s'inspire de l'anneau de Moebius pour concevoir la salle, afin d'éviter l'effet de vide en cas de faible affluence. Il a évité la symétrie, et proposé de multiples plans de visions.
La principale prouesse architecturale du bâtiment est la grande portée de sa structure métallique. Celle-ci, qui supporte la couverture de la salle sur une portée de 86 mètres, a valu au palais des sports de Beaulieu l'attribution du prix européen de l'architecture l'année de son inauguration. Le bâtiment a été construit en deux tranches, de 1967 à 1973 et de 1975 à 1979.
La capacité de la salle est d'environ 4 500 places assises, plus 1 000 places supplémentaires après installation de tribunes additionnelles, selon avis de la commission départementale de sécurité, soit un total de 5 500 places.
Le complexe sportif, haut lieu des rencontres sportives en salle de la métropole nantaise, a connu au fil des ans des problèmes liés à la vétusté. En 2008, il a fait face à de nombreux problèmes de toitures (fuites d'eau...). Des travaux sont décidés en 2010, alors que parallèlement, l'association Nantes Métropole Omnisport réclame l'abandon du palais des sports de Beaulieu pour la création d'une Arena. D'un point de vue esthétique, l'ouvrage conserve son intérêt, alors que l'île Beaulieu est en pleine transformation.
Le palais des sports de Beaulieu est situé au numéro 5 de la rue André-Tardieu. La grande salle, recouverte d'un parquet, a une surface de 60 m sur 40 m, ses tribunes peuvent accueillir 5 000 personnes. La petite salle, d'une capacité de 500 places, mesure 44 mètres sur 24.