陜西歷史博物館建筑的外觀著意突出了盛唐風采，館舍由館名碑池、主館、庫區、東南角樓、西南角樓、臨時陳列廳、行政用房、業務用房等一組仿唐風格建筑群組成。

　　陜西歷史博物館館址在西安市小寨東路翠華路口，其優點是用地方整，四周有路，位于城市干道的交叉口，距市中心較近，交通方便；同時這里距大雁塔曲江風景旅游區僅1千米左右，在城市旅游路線上，與大小雁塔均有較好的通視線；特別因為這塊地上無搬遷任務，近旁的干道有城市管網設施，便于工程上馬。但其不利之處是用地略感局促，發展余地不大，作為大型公共建筑缺少公共廣場或公用綠地。根據上述場地條件及現代化博物館的功能要求，陜歷博建筑物采取了相對集中緊湊型的布局。

　　博物館建筑整體充分體現了設計大師張錦秋“在技術上達到國際水平，建筑藝術上成為悠久歷史和燦爛文化的象征”的設計思想，著意突出了盛唐風采，反映出唐代博大輝煌時代的風貌。布局設計上，借鑒了中國宮殿建筑“軸線對成，主從有序，中央殿堂，四隅崇樓的特點”。整座建筑主次分明、散中有聚，突出古樸凝重的格調，營造出古代帝宮與傳統園林相結合的氣氛，再現出傳統文化與現代科技融為一體的風范，表現了中國傳統宮殿建筑“太極中央，四面八方”的空間構圖特色以及千百年來早已潛入中國人空間意識中的“超以像外，得于寰中”的東方宇宙哲理。

　　2016年，陜西歷史博物館被中國文物學會、中國建筑學會評選入“中國20世紀建筑遺產”。