博物馆建筑灵感来源于中国红灯笼，主要建筑为5个相对独立又相互连通的椭圆倒锥体块连接组合而成，以中国红和青铜色为建筑外墙主色调。
太原拥有2500多年的建城历史，经历了原始社会、奴隶社会的西周春秋时期到三家分晋，赵以太原为都城，在此拉开战国序幕和中国封建社会的开端，历经半殖民地半封建社会，进入社会主义社会。在2500年的历史长河中，太原作为三朝京华，五代陪都，曾经是唐尧故地，战国名城、太原故国、北朝霸府、中原北门、九边重镇、晋商故里。
太原博物馆将以展示太原历史、揭示晋阳文化内涵为主体，以太原历史脉络为主线，突出以“晋阳崛起”和“走向盛唐”为重点进行展陈，使之成为展示太原历史、文化、艺术等内容的综合性博物馆和高雅的文化艺术殿堂。