El proyecto del Museo contempló la restauración de antiguas bodegas ferroviarias construidas durante la década de 1940 y la construcción de un edificio de obra nueva dentro del futuro Parque Ultraestación (Minvu). La intervención a los edificios existentes contempla salas de exposiciones, centro de documentación, área de extensión, entre otros. En el edificio nuevo se consideran oficinas administrativas, laboratorios y depósito de colecciones.