展示作品と同じく来館者を惹きつけてやまないのが、隈研吾氏が設計を手掛けた建築美です。「TOYAMAキラリ」の外観は、立山連峰の雪景色や水晶のきらめきを想起させるガラス、アルミニウム、御影石がランダムに組み合わされ、天候や時間帯によって多様な表情を見せます。
一歩足を踏み入れると、2階から6階までを大胆に斜めに貫く吹き抜け空間（アトリウム）が広がり、訪れる者を圧倒します。内装には富山県産の杉材ルーバー（羽板）が贅沢に用いられ、無機質になりがちな現代建築に温かみと心地よい木の香りを宿しています。
特筆すべきは、同ビル内に富山市立図書館本館が完全にシームレスな形で同居している点です。美術館と図書館を隔てる強固な壁はなく、オープンな螺旋状のスロープとエスカレーターで結ばれており、「知」と「美」が緩やかに越境し合う現代パブリックスペースの最高峰として、国内外の建築賞を多数受賞しています。
