Le bâtiment est situé au pied du rocher sur lequel se trouve l'Acropole. En raison des particularités du site, il est orienté selon l'axe est-ouest, mais occupant tout son troisième étage supérieur, la galerie du Parthénon est fortement déployée par rapport au volume principal du bâtiment et fait face au nord. Cela a permis non seulement de résoudre partiellement le problème de la surchauffe dans les climats chauds, mais aussi de relier visuellement la salle aux sculptures qui ornaient autrefois les façades du grand temple, avec le Parthénon lui-même, situé à moins de 300 mètres du musée. L'effet dynamique de cette solution remplit le bâtiment d'énergie; on peut y voir une certaine signification symbolique: elle semble se tourner vers l'Acropole, vers le passé, ce qui correspond au message politique mis par le gouvernement grec dans le nouveau bâtiment: remontons le temps et ramenons le monument à son état d'origine (ou du moins rassembler toutes ses pièces maintenant stockées à Londres, Paris, Palerme, Rome).
Une telle rhétorique aurait pu influencer le projet architectural: même après la victoire de la version de Chumi au concours en 2001, il y avait de nombreux partisans de la conception néoclassique du bâtiment du musée en Grèce. Cependant, le volume très discret de verre, de béton et de marbre offre une toile de fond beaucoup plus discrète à une collection de sculptures de la période archaïque à l'époque romaine qu'une sorte de structure «historicisante».
En raison du fait que les restes d'un quartier de la ville des temps anciens ont été retrouvés sous le bâtiment, il a été décidé de l'élever au-dessus du sol sur 100 supports en béton avec des "charnières", ce qui devrait atténuer les vibrations en cas de tremblement de terre éventuel; à première vue, ils sont disposés au hasard, mais en réalité - afin de ne pas endommager les découvertes archéologiques. Les fondations des maisons anciennes sont visibles à travers les ouvertures et les zones vitrées du rez-de-chaussée du musée, où se trouvent le vestibule et les salles d'expositions temporaires. De là, le visiteur monte au deuxième étage, où toutes les expositions sont exposées, à l'exception des sculptures du Parthénon, et il y a aussi une terrasse ouverte avec un café. Le troisième étage avec la "Galerie du Parthénon" est un espace vitré rectangulaire, au centre duquel se trouve un volume en béton, répétant la taille de la cella du temple. La célèbre frise avec la procession panathénaïque a été recréée dessus à partir de pièces et moulages d'origine.
L'atmosphère sérieuse du «temple de l'art» du musée se poursuivra malgré le nombre énorme de visiteurs attendu: le bruit sera absorbé par les nombreux trous circulaires réalisés dans les murs de béton. En plus de l'absence de décor, le nombre d'enseignes et d'étiquettes a été réduit au minimum requis: rien ne doit détourner l'attention des expositions. Un parcours bien pensé facilitera l'inspection de la collection: des fouilles archéologiques sous le bâtiment à la sculpture archaïque du deuxième étage, puis à la galerie du Parthénon au troisième, puis aux œuvres de l'helléniste et Périodes romaines.
