重庆中国三峡博物馆位于重庆人民大礼堂中轴线上，中国三峡博物馆主体工程总用地面积为2.9316公顷，主体结构长157.3米，宽98.085米，地面以上总建筑高度为25.2米，共5层，博物馆占地面积3万平方米，建筑面积4.25万平方米，展厅面积23225平方米，为一类高层建筑，其中地下1层为文物库房、车库、设备用房，地上4层为展厅、报告厅、管理辅助用房。
重庆中国三峡博物馆是一颗镶嵌在山水园林的山城重庆心脏的璀璨明珠，今天我终于有机会看到这美丽的建筑了，它的主体建筑气势宏伟，内涵深邃。它的总体布局通过以东西走向的人民大礼堂对称轴为主轴线，并以一个完形将人民广场与博物馆主体建筑联系起来，主轴线上人民大礼堂、人民广场、博物馆三位一体，一气呵成，张驰收放洒脱自如，形成“三位一体”的四维效果（包含人群的行为运动）。通过对完形的分解整合、高差变化、肌理对比，形成统一简约而又内涵丰富的象征图形。人民广场与博物馆一体图形，用一把巨型的琵琶图案连接。从东端人民大礼堂向西望，博物馆主体的玻璃顶在阳光照射下有如水中（前部水池）和群山（展厅山石状）中升起的红日，显出勃勃生机。从西端博物馆东望，人民大礼堂正面与人民广场、人民大礼堂保持三位一体外，其余部分均顺地势地貌而建，并与山体融为一体，结合地势高差与建筑的围合与半围合，呈现出山水主题的园林景观，舒展平缓变化的体量似从山体中生长雕琢而成。这座气势恢弘，内涵深邃的博物殿堂，在建筑设计上也充分考虑了历史文化元素的完美融合。弧形外墙和对面大礼堂的圆形传统建筑，形成一种向心力的呼应和整体吻合：弧线代表着水利大坝，而圆型代表着古建筑的文化特征。大面积的蓝色玻璃和古朴的砂岩，规避了一般大型建筑用大理石、花岗石带来的珠光宝气，同时，蓝色玻璃象征着水，而砂岩外墙则代表着山，充分体现了我们重庆山水之城的特色。而且外墙砂岩是专门从澳大利亚购进的，在晴天、阴天、雨后等不同的时候，砂岩的颜色都会有微妙的变化。博物馆正上方的玻璃穹顶不仅是满足了大堂采光的需要，而且，这个漏斗型的圆形穹顶，在外型上很像一个巨大的承露盘，一方面取“三峡之水天上来”之意，另一方面，水通过三层叠瀑，一泻而下，与人民广场连相。这样就体现了博物馆承接祖先文化之水、用文化滋润大地的寓意。大门前由西向东的三叠水池，暗合我国从西到东的三级阶梯地势。博物馆的左右两边外墙上，各有一幅巨大的浮雕，这是我市著名雕塑艺术家江碧波的精心之作。浮雕取材于远古巴人的造型艺术符号：巴人图腾白虎，三峡特有的鱼，巴人信仰的巫教里的迎魂树、迎魂舟和楚文化的标志——朱雀鸟，它意味着巴楚同在一条江上，共同创造了远古长江文明。位于博物馆正面右上方，有一个4米见方的巨大篆体印章，印章由上到下、由右至左刻有“重庆中国三峡博物馆”9个大字。据了解，在建筑物上戳印章这种创意，在目前中国还是首次，而篆体本身就透漏出历史的沧桑。
中国三峡博物馆是一座拥有丰富藏品的综合性现代化博物馆，它采用了现代化的声、光、电等技术手段，突出文物展品的形象特征，使其具有直观、生动的说服力和感染力，达到文物展品的历史文化内涵与陈列形式的艺术构想的协调统一。