Nhà bảo tàng được khởi công xây dựng tháng 6/1954 và hoàn thành vào tháng 8/1959, được xây bằng kết cấu bê tông chịu nén và lưới thép dưới sự thiết kế của kiến trúc sư Frank Lloyd Wright – một người chịu ảnh hưởng bởi kiến trúc Nhật Bản cổ điển, chuyên sưu tập những kiểu nhà ở nông thôn và sử dụng vật liệu thiên nhiên như gỗ và đá.

Bảo tàng viện tọa lạc ngay địa điểm trung tâm thành phố New York, đối diện trực tiếp với Công viên trung tâm. Phần mở rộng phía sau tiến hành vào nằm 1992.

Phòng chính trưng bày mỹ thuật là không gian tròn. Cao chừng 30m, đường kính đáy 28m. Dưới nhỏ trên to nở dần ra, trông tựa như hai con ốc dựng ngược đầu nhau. Các vật trưng bày sắp đặt theo đường xoáy ốc từ từ lên cao dần. Người xem có thể xem từ dưới lên hoặc từ trên xuống.

Đặc biệt, bảo tàng có hệ thống điều hoà không khí được gắn ngầm quanh tường. Nó làm vệ sinh cho khách tham quan những thứ mang theo như mũ, ô dù, áo khoác ngoài, túi xách, giày dép… cho đến các tác phẩm được trình bày trong bảo tàng.

Nhìn từ bên ngoài, tòa nhà như dãy ruy băng cuộn tròn bao quanh khối hình trụ bởi những đường cong xoáy ốc chồng lên nhau được ốp đá cẩm thạch trắng mềm mại nổi bật dưới ánh sáng thiên nhiên. Toàn bộ khối kiến trúc bên trong bằng vòm kính trong suốt trên nóc thượng trông giống như cái nón úp lên hoặc cái ô xoè ra. Chính nhờ ánh sáng trên đỉnh nóc là gạch nối với thiên nhiên toả sáng toàn bộ khu vườn thượng.

Bảo tàng Guggenheim đầy vẻ linh hoạt mềm mại uốn tròn, bộc lộ rất rõ nét cá tính mạnh mẽ của kiến trúc sư Frank Lloyd Wright, chủ nhân của những tác phẩm nổi tiếng như “Hoàng cung ở Tokyo” năm 1992, “Ngôi nhà trong sa mạc” ở Arizona năm 1938…