Le musée, construit à l’emplacement des anciens abattoirs municipaux, a été conçu par l’architecte parisien Adrien Fainsilber, sélectionné à l’issue d’un concours1. Le bâtiment s’articule autour d’une grande nef vitrée, véritable rue intérieure, qui s’ouvre de part et d’autre sur les divers secteurs d’activité du musée et sur les salles d’expositions permanentes et temporaires. Cette nef vitrée offre aux visiteurs une fenêtre ouverte sur la vieille ville.

La conception massive du bâtiment est cependant critiquée pour le fait que celui-ci ne communique avec son environnement que sur 180 degrés. Il n’offre en effet qu’une façade fermée sur son flanc est, où se situe le quartier populaire de la gare, ce qui contraste avec l’ouverture vers la vieille ville.

Cette situation est la résultante d’une modification du programme initial, qui prévoyait la disposition des locaux techniques et des machineries en sous-sol. La volonté de créer à la place un stationnement souterrain a nécessité une adaptation du projet, qui s’est conclue par une disposition de ces locaux techniques du côté est du bâtiment, entraînant ainsi son occlusion.