Das Gebäude wurde an der Stelle eines spanischen Museumskomplexes im Kolonialstil errichtet, der durch das Erdbeben von 1989 zerstört wurde. Die eleganten Formen und der originelle Materialeinsatz, die für Jacques Herzog und Pierre de Meuron charakteristisch sind, lösten bei den konservativen Behörden der Stadt aktiven Widerstand aus, aber die Beharrlichkeit der Museumsverwaltung ermöglichte es dennoch, das Projekt umzusetzen.
Die Struktur ist vollständig mit Kupfer verkleidet (insgesamt wurden 7602 Paneele in verschiedenen Formen verwendet) und ist das größte mit diesem Metall bedeckte Gebäude der Welt.
Das Hauptelement des Projekts ist ein gebogener Turm, der sich über den Baumwipfeln des Golden Gate Park erhebt, in dem sich das Museum befindet. Es bietet einen Blick auf die Stadt und verbindet das Gebäude mit San Francisco: Die Größe des Turms ermöglichte es, ein wahrnehmbares Element der Stadtlandschaft zu werden.
Das Hauptvolumen mit rechteckigem Grundriss wird von kleinen, mit Farnen bepflanzten Innenhöfen geschnitten. Glaswände haben diese Gärten zu einem Teil des Museumsinneren gemacht.
Besonderes Augenmerk wurde auf die Architekten gelegt, um den kontinuierlichen Raumfluss zu betonen: Der Eingang zum Museum ist durch einen offenen Innenhof mit einer großen Lobby verbunden, von dort führt eine breite Treppe zu den Hallen des zweiten Stocks. Dies wird auch durch die geschwungenen Grundrisse der Ausstellungshallen erleichtert. Die Innenräume des Museums sind mit Eukalyptusholz dekoriert.
Die Kosten des gesamten Projekts beliefen sich auf 190 Millionen US-Dollar, die von Privatpersonen gesammelt wurden, obwohl sowohl die Sammlung (Kunst aus Afrika, Ozeanien, Mesoamerika) als auch das Museum selbst zur Stadt gehören.
