在建筑外观上，中国电影博物馆不仅气势磅礴，而且富有独特的艺术特征。主楼前部，大屏幕和广场上一起断续的斜墙构成了一块“卡板”形状的平面组合。建筑物以黑色为底色，并以镂空金属板作为外饰，为这座光影殿堂蒙上了神秘的面纱。一块大的彩色玻璃表面根据建筑内部公共空间的位置，在统一、中性的黑色背景上，将四个立面分开。以红色、绿色、蓝色、黄色为代表的四大功能区域，展示、博览、影院、综合服务四大功能区域。 中国电影博物馆内部以黑色、白色、灰色为基调，优雅而沉静，其它的各种颜色在这样的基调下更是五彩缤纷：巨大的彩色玻璃，在自然光线的照射下，投射出绚丽的个性；能够不断变换色彩的中央圆厅环形墙壁，更显绚丽的色彩；电梯内的装饰灯流光溢彩，在自然光线的映照下，使观众感受到视觉的震撼。
