En el centro se inscribe un volumen cilíndrico que atraviesa verticalmente todas las plantas –desde el sótano hasta la cubierta– y articula, a lo largo de un eje longitudinal, las zonas de exposición, constituidas por tres niveles a partir de la planta baja.
La arquitectura de Richard Meier reinterpreta formalmente el racionalismo, con referencias a los maestros del movimiento moderno y en particular a Le Corbusier. El edificio es el resultado de combinar elementos de líneas rectas con otros de curvas, y esta geometría se suaviza con la luz exterior, que penetra en el edificio a través de galerías abiertas y grandes lucernarios.

El edificio recibe iluminación natural tanto por las oberturas y rendijas de las esquinas como por los muros cortina y los lucernarios de la cubierta. Así, algunos forjados se separan de la línea de la fachada y de los cerramientos permitiendo la continuidad de la luz cenital. Esta misma idea se aplicó en el atrio, el espacio de relación por excelencia del edificio. En este caso se resolvió con una galería vertical, paralela a la fachada, que filtra y reparte la luz por los tres niveles de circulación interior del museo. El atrio también vincula las plantas públicas a través de las rampas de acceso y de un pasillo que conduce a las salas de exposición.