工程結構形式為鋼框架結構，建筑形式為局部地上四層，地下一層，總建筑面積76186平方米。其中，博物館主體建筑面積51629平方米。擁有設施齊全、功能兼備的文物庫房、修復室、大廳、展廳、報告廳、藝術品制作室、活動中心、會議廳、信息資料研究中心、設備用房、安全監控室及停車場等。

　　博物館主體核心筒結構于2011年1月8日封頂。其后，又經過3個多月努力奮戰，完成了7000噸鋼結構的制作和吊裝任務。

　　太原博物館連廊屬于通體玻璃連廊，即整個外表面全部由近2000塊兩平方米大小、8毫米厚的鋼化玻璃經過膠粘、機械固定組成，使五個互相獨立的錐體連接成為一個整體，共分為四部分，分別連接1號、2號錐體，2號、3號錐體，3號、4號錐體，4號、5號錐體。在承擔連接功能的同時，也是觀眾進出太原博物館的通道。承擔玻璃重量的T型龍骨為不銹鋼材料，其橫接、豎接技術十分超前，基本屬于國內首創。