博物馆为方形建筑,建筑风格采取对称四合院式布局,中心以文献记载之周“明堂”特点为主体,用五组(一高四低)四角攒尖式大屋顶覆盖,顶为棕红色色调;外形作“五室”、“重屋”、“四旁”等,四周展室为单层,用平顶、出瓦檐的形式,使外形取得廊庑及围墙效果,以衬托中心主体。按照周代制度在序厅对面设屏风式影壁一座,上嵌大理石石面,雕刻有苏秉琦先生题写的馆名;在大门入口处设石柱斗拱,配以用饕餮、夔龙等纹饰为题材的浮雕饰物,起“符号”作用。整座博物馆气势宏伟,格调典雅庄重,整体氛围强烈感人。