El edificio que contiene a la colección se halla junto al extremo noreste del Dique 4, Puerto Madero. Fue diseñado por el arquitecto uruguayo Rafael Viñoly , sobre casi 7000 m² de superficie total. Tiene 4 niveles, dos grandes salones, un Auditorio y una cafetería .

La galería principal consta de un espacio que ocupa una planta completa del edificio, cubierta por un techo en arco realizado en vidrio y acero, que va desde el nivel superior al de tierra. Las costillas curvas de acero que dan forma al techo se levantan desde el nivel del suelo, y terminan 15 m más arriba, apoyándose sobre un hormigón armado que va a lo largo de la construcción.

La entrada de luz dentro de las galerías se controla por un sistema de quince parasoles movibles, controlados por computadoras, que regulan la luz del sol que ingresa y están montados sobre el exterior de la bóveda de vidrio. Tanto la estructura interna como el revestimiento externo son de aluminio.