Budova muzea byla navržena jako součást areálu kulturního centra Holic, podle návrhu z r. 1960 měla být propojena otevřenou pergolou s kulturním domem. Hlavním podélným průčelím se obrací do společného dlážděného nástupního prostoru. Přízemní zděná halová stavba v zásadě obdélného půdorysu s plochým zeleným oplechovaným zastřešením, je zasazena do mírně svažitého terénu a přístupná po širokém předloženém kamenném schodišti. Z linie střechy vystupuje zvýšená centrální část hlavního muzejního prostoru. Architektonická kompozice v duchu mezinárodní moderny využívá pro výtvarné působení fasád kombinaci ušlechtilého bílého travertinového obkladu a vertikálních oken, soustředěných do jednotných obdélných pásů, která měla být původně zasklena barevnými, výtvarně řešenými vitrážemi do olova (projekt předpokládal, že tématika bude vycházet z cestovatelských snah Dr. E. Holuba). Nynější plastová okna s mléčným sklem, zakomponovanými fotografiemi a logem muzea pocházejí z poslední rekonstrukce. Do pásu oken výrazně horizontálního průčelí je zakomponovaný i hlavní vstup, chráněný tenkou betonovou markýzou. Dřevěná prosklená stěna se vstupními dveřmi opakuje motiv diagonálně přeťatých kruhů ve čtvercových polích, užitý na kulturním domě. Na boční fasádě vedoucí do ulice je pod nápisem památník Dr. Emila Holuba umístěna bronzová hlava E. Holuba od sochaře J. Holinky. Konstrukční a materiálové řešení: zděná stavba s částečným vnitřním skeletem, Střed. loď š cca 9,5 m, boční š. cca 4,5 m, výška bočních 4 m, střední cca 530. Stropní konstrukce většinou prefabrikované, nad hlavním sálem monolitické železobetonové, s válcovými ocelovými světlíky o průměru 150 cm.