Inaugurado en 1989 es obra de los arquitectos Emilio Giménez Julián y Carlos Salvadores Navarro. El edificio se levanta sobre un gran zócalo con un amplio espacio público. Al edificio, de líneas modernas, se accede a través de un vestíbulo acristalado de tres alturas, protegido por un gran voladizo situado en la parte alta a gran altura del suelo.

En la planta baja se sitúa la sala de esculturas y el salón de actos además de otras salas menores de exposiciones. A la planta superior se sube por una escalera girada que permite la instalación de un balcón desde donde asomarse al vestíbulo del piso inferior.

El museo es la sede de la colección permanente del Instituto Valenciano de Arte Moderno. En su interior se puede contemplar los trabajos de Julio González y de Pinazo, así como obras de Tapies, Saura, Chillida, Miquel Navarro y el Equipo Crónica.

En su sótano podemos visitar la sala de la muralla en la que se encuentra un trozo de las murallas medievales y del torreón de Santa Catalina, construido en el siglo XIV.