故宫南院總面積約70公頃，包含博物館區20公頃、園區50公頃，博物館建築由姚仁喜建築師設計，以傳統水墨畫之「濃墨」、「飛白」及「渲染」三種筆法為概念發想，發展出虛、實量體相互交織的流線形體。
實量體，名為「墨韻樓」，主要功能為展廳及文物庫房；虛量體，名「飛白館」，設有接待大廳、博物館教育空間、餐飲及紀念品商店等。中央走道自南端景觀橋開始，以蜿蜒曲線穿入虛、實量體所圍塑之中庭，即為渲染。這三道曲線，同時也象徵著中華、印度及波斯三個古文明，在歷史長河中匯聚交流，衍生出燦爛多元的亞洲藝術文化。
博物館建築之結構與設備，在抗震、防洪、 環保、安全防災、智慧、便利、舒適等各方面，皆以最高標準進行設計，基礎隔震配置210顆摩擦單擺支承隔震器，可發揮隔震效果。防洪設計以博物館一樓樓版設計，高程為11m，高於200年重現期水位高程。建築物本身已取得鑽石級綠建築標章及鑽石級智慧建築標章。
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