La característica más llamativa del museo es el innovador edificio en el que se emplaza, diseñado por Frank O. Gehry, constituido por formas curvilíneas y retorcidas, recubiertas de piedra caliza, cortinas de cristal y planchas de titanio. El edificio visto desde el río aparenta tener la forma de un barco rindiendo homenaje a la ciudad portuaria en la que se inscribe. Sus paneles brillantes se asemejan a las escamas de un pez recordándonos las influencias de formas orgánicas presentes en muchos de los trabajos de Gehry. Visto desde arriba, sin embargo, el edificio posee la forma de una flor.