ساختمان موزه دارای چهار طبقه است و معماری آن به سبک معماری سنتی و مدرن ایرانی طراحی شده است. موزه آذربایجان در بنایی با سه طبقه به مساحت ۳۰۰۰ هزار مترمربع ساخته شد. طراح ساختمان با استفاده از قوس‌های جناغی، فضای ایوان مانند در نمای جنوبی، جرز‌های عمودی و تکرار پنجره‌هایی با قوس جناغی در بین جرزها، نگرشی سنتی از ساختمان‌سازی را به تصویر کشیده است.