中国电影博物馆的结构设计融合了现代建筑理念与电影艺术元素，整体造型独特且富有创意。建筑外观采用流线型设计，象征电影胶片的动态感，主立面以巨大的弧形幕墙为特色，呼应银幕意象。内部空间采用中庭式布局，中央设有多层环绕的螺旋坡道，既满足人流疏导功能，又暗喻电影发展的历史脉络。展馆采用模块化设计，灵活划分常设展厅与特展区，并配备专业级声学处理的IMAX影厅。建筑结构大量运用钢结构与玻璃幕墙，在确保功能性的同时，通过光影变化营造出沉浸式的电影艺术氛围。