博物馆建筑风格简洁明快，外部造型呈高低方块式叠起状，正面贴黄白二色瓷砖，前有庭院、花坛和钟亭。建筑采用砖混结构，大跨度钢架过梁。

馆内共设四个展厅，面积1000平方米，二楼设有迥马廊，可鸟瞰一楼展厅。

博物馆门厅约50平方米，左侧设有贵宾休息室，正面是黑河市城市建设全景沙盘。右侧是黑河地区地图，表明黑河地区三市(黑河、北安、五大连池)、四县(嫩江、德都、逊克、孙吴)的自然地理与行政区划概况。