博物馆主体建筑为十一层仿唐风格塔式楼阁,地面海拔238米,采用中央殿堂与四隅重楼的唐风建筑章法,阁顶为十字脊三重檐设计,整体高度达69米。建筑外立面以琉璃构件装饰,内部空间融合传统榫卯结构与现代钢架技术。截至2024年,博物馆已成为洛阳市区南端地标性建筑。
馆外配套建设牡丹文化园,种植百年以上古牡丹树12株,其中一株树龄达数百年,树冠直径6米,被称为“中原牡丹王”。观景平台可俯瞰洛阳城市全景及伊阙山水,晴日可见中岳嵩山轮廓。南山牡丹文化园内同步建设牡丹主题绿化景观,栽种国内外牡丹品种100余个。
博物馆实行免费预约入馆制度,特展项目单独收费。公共交通接驳包括地铁2号线八里堂站及80/60/71路公交线路。建议参观时段为每年4月至5月洛阳牡丹文化节期间,可结合周边百亩牡丹花海游览 。