تم العمل على تطوير البرنامج المعماري الخاص بالمتحف بعناية ودقة، من أجل بناء صرح تراثي وثقافي كبير يُنافس أمثاله في جميع أنحاء العالم، ويتقارب شكل مبنى المتحف معماريًا مع هيئة المباني التاريخية المجاورة له في قصور الملك عبد العزيز في حي المربع.
وطور شكل مبنى المتحف الوطني السعودي أكثر من مرة حتى يُصبح حديثًا؛ ويُكمل التكوين العمراني في المنطقة المحيطة، الأمر الذي يُساهم في تنشيط السياحة بالعاصمة الرياض.
يقع المتحف الوطني السعودي بالجانب الشرقي من مركز الملك عبد العزيز التاريخي وتحديدًا في حي المربع بالعاصمة الرياض، وبُني على مساحة تصل لـ17 ألف متر مربع، فيما تبلغ مساحة مبانيه الإجمالية حوالي 28 ألف متر مربع، ما يدل على روعة المتحف وعراقته.
يفتح المتحف الوطني السعودي بالرياض أبوابه لاستقبال الزوار بشكل يومي من الثامنة صباحًا وحتى الثامنة مساءً؛ باستثناء يوم الأحد، حيث يغلق أبوابه أمام الزوار من الثانية عصرًا.
وتكون الفترة من الثامنة صباحًا وحتى الثانية عشر ظهرًا يوميًا مخصصة لطلاب المدارس، حيث يستقبل المتحف الوطني مدارس البنين أيام الأحد، الثلاثاء والخميس، فيما تم تخصيص يومي الاثنين والأربعاء لمدارس البنات.
وتبدأ مواعيد الزيارات العامة في المتحف الوطني من الثانية عشر ظهرًا حتى الثانية عصرًا يوم الأحد فقط، وتمتد حتى الثامنة مساءً طوال أيام الأسبوع.
أما مواعيد العمل في الاجازات فتكون كالتالي؛ من الرابعة عصرًا حتى الثامنة مساءً يوم الجمعة، ومن الثامنة صباحًا حتى الثامنة مساءً للزيارات العامة يوم السبت. وتتغير مواعيد اوقات زيارة المتحف الوطني بالرياض خلال أيام الاجازات سواء المدرسية أو الرسمية في الدولة، كما يسمح المسئولين باستكمال الزائر لجولته داخل المتحف لمدة ساعة كاملة بعد موعد الإغلاق.
يتكون المتحف الوطني السعودي من بهو رئيسي، وعدد من مخازن المقتنيات و221 خزانة عرص، إضافة إلى 900 وسيلة تصويرية، و45 فيلمًا ومؤثرات صوتية، و45 مجسمًا. و8 قاعات عرض، كما يوجد قاعة عروض مؤقتة، بالإضافة إلى قاعة أخرى من أجل عملية التوسع المستقبلي، إضافة إلى 3700 قطعة أثرية وتراثية في الـ8 قاعات.
وينقسم المتحف الوطني السعودي إلى عدة قاعات، مثل قاعة الممالك العربية القديمة، قاعة البعثة النبوية، قاعة الإسلام والجزيرة العربية، قاعة توحيد المملكة وقاعة الحج والحرمين الشريفين. وتعرض القاعات مراحل تطور شبة الجزيرة العربية على المستوى الطبيعي والسياسي والإنساني والثقافي والديني وذلك وفقًا لسيناريو العرض المُعد من قبل المتحف، حتى الوصول إلى تطور السعودية بأطوارها الثلاثة.
ويستعرض المتحف الوطني السعودي تاريخ الجزيرة العربية العبيد ودلمون في المنطقة الشرقية من المملكة العربية السعودية وبلاد الرافدين،كما تبرز أهمية فترة العبيد في حضارتها التي دامت حوالي 1800 سنة.
كما تحتوي قاعة الممالك العربية القديمة على مكتشفات أثرية تدل على مدى التقدم الحضاري في جميع المجالات المعيشية والذي صاحبه ظهور التنظيمات السياسية والأنشطة التجارية والصيد والرعي، كما تدل البقايا الأثرية العائدة على تفرد شخصية هذه الحضارة، لاسيما في تشكيل الفخار العبيدي المتميز بالدقة المتناهية في الصناعة والزخرفة.