El edificio actual es, primordialmente, de estilo barroco. Sin embargo, debido a las diversas intervenciones que ha tenido en casi trescientos años de existencia, ha adquirido el carácter de ecléctico, en el que cada arquitecto le ha dado su propio estilo. La fachada posee un gran portón en el que se observan una aldaba (llamador) y dos grandes aldabones de bronce con rostros leoninos de estilo oriental; además, múltiples detalles y adornos tallados en “cantera chiluca”. Destacan en los laterales del acceso columnas adosadas que figuran un motivo de “cintillo enredado”, elemento iconográfico asociado a la Corona española que hace referencia a las míticas “Columnas de Hércules”, en el estrecho de Gibraltar, que los griegos y romanos creían era el punto donde: Non Terrae Plvs Vltra “No hay tierra más allá” hasta que, en el siglo XVI, con el “descubrimiento” de América se cambió a: Plus Vltra “Más allá”. Este elemento es característico también en las monedas conocidas como “columnarias”, que se acuñaron en este inmueble durante el siglo XVIII, cuando fue la Casa de Moneda virreinal.
Debajo del frontón, en la parte superior, se encuentra el Escudo Nacional (o de armas) que se colocó en lugar del busto del Rey Felipe V, monarca de la dinastía de los Borbón que impulsó la remodelación del inmueble. El escudo “de armas”, se colocó el 2 de abril de 1896 y fue obra del reconocido escultor Jesús Contreras y modelado por Juan de Dios Fernández. Como remate en la parte superior de la fachada se encontraban una serie de esculturas talladas en piedra con forma de flama y a manera de pináculos. Destacan los motivos heráldicos de “flor de lis” (símbolo de la Casa Borbón) que incorporó Felipe V al escudo español al asumir la corona.
El acceso al museo es por un gran corredor flanqueado por dos arcos y escaleras; éstas últimas conducen al primer piso. Continuando frontalmente por el pasillo de acceso se ingresa al patio, muy característico en este tipo de construcciones. Al centro, donde alguna vez se exhibió la “Piedra de Tízoc” se encuentra una fuente que se colocó a mediados del siglo XX.
La fachada sur, |se distingue por su gran portón de elaborada herrería y, en la parte superior el busto del Rey Felipe V antes mencionado. Esta fachada fue prácticamente reconstruida a finales del siglo XIX y cambió radicalmente sus características de edificio industrial -que conservaba desde el siglo anterior- por un estilo adecuado para la exhibición de las grandes esculturas prehispánicas. El portón da entrada al famoso Salón de Monolitos, inaugurado el 16 de septiembre de 1887 y que caracterizó a este recinto durante décadas.
La parte superior de la fachada está rematada por una serie de arcos invertidos. Los lados este y oeste del patio muestran grandes arcos que cubren ambas fachadas; sobre ellos hay balcones sencillos con herrería. La fachada norte posee un arco debajo de un balcón central y un escudo adosado tallado en piedra, además de los tres niveles de balcones enmarcados con cantera. Tres de las cuatro fachadas que rodean el patio están rematadas con relojes de sol tallados en cantera.
En la parte superior, se aprecian dos corredores techados con vigas sostenidas por columnas. Las puertas ubicadas en estos pasillos están enmarcadas con cantera labrada a mano. La fachada ubicada sobre la calle de Correo Mayor, atribuida al ingeniero Miguel Costanzó, está construida con tezontle y cantera y, aunque ha sido modificada, aún conserva los “ojos de buey” y la ornamentación en las ventanas.
*Ecléctico: referente a escuela filosófica que procura conciliar doctrinas que parecen mejores, aunque procedan de diferentes sistemas.
*Heráldicos: referente a un blasón o pieza que se pone en un escudo de armas.