建筑屋顶的叠加退阶设计借鉴紫禁城殿宇重檐庑顶，同时也充分考虑到了天安门广场西侧人民大会堂的屋面样式，但其局部细节与建筑材料均富有时代特色。
新馆主入口采用镂空花纹铜门，令人联想到中国古典建筑纹饰优美的木扇窗棂，日光通过其间缝隙漫射入室内，营造出氤氲、深邃的空间氛围。
国家博物馆中将展出的艺术藏品将多达100多万件，大门上的镂空纹饰灵感便来源于其中一件重要的古代青铜文物。
此外，各种精美的图案装饰还用在了博物馆内的护栏造型上。博物馆面临长安街的北翼建筑中设有《复兴之路》展，南翼建筑内设管理职能和图书馆。主要的陈列空间位于新建建筑中，首层+45为中央大厅，2、3、4层分南北展区，每区各有4个展厅，每个展厅面积约8002。
凭借大面积的玻璃窗，展厅可以举办有自然光线的展览。同时，通过可移动的遮光系统可以满足全人工照明的展览要求。
观众通过一个序厅到达展厅，序厅里是对相连的4个展厅展览内容的介绍，观众也可以在这里领取资料，或购买展览入场券。
在展厅的另外一边而且紧靠着展厅设置了库房、器材库以及货梯，这部分功能完全独立于观众流线。
这里还设置了进入展厅的内部入口。鉴于大部分展览都是临时展，这样的展厅平面设计保证了在搭展和拆展期间只需关闭相关展厅即可，而不会影响到观众的交通和活动。地下1层-6在同样平面位置设置了南、北两个大展厅，并各自带有1个序厅。
这两个大展厅可以互相连接，目前，这两个展厅里设置了常设展览《古代中国》。依据展厅空间灵活性的要求，展厅保证了最小525的净高。同时，在不同楼层的展厅采用了不同的吊顶及铺地材料。
这样既可以选择在用材考究的展厅里举办隆重的展览；也可以在具有工作室、车间特征的展厅内举办其它个性化的展览。
整个国家博物馆共有48个展厅，展览面积约6万2。
位于中区首层的中央大厅内可举办重要展览开幕式以及重大国事活动。中央大厅之下为国家博物馆剧场，这是一座设有固定阶梯式座椅的活动大厅，其内声学效果不仅可满足一般学术讲座的要求，还可举办古典音乐会以及其他戏剧演出。
基座层即地下1层和底层地下2层内设有博物馆工作间、储藏室以及地下停车库。
木材、石材和金属3种材质的搭配在博物馆内部空间的塑造上被贯彻始终，赋予了建筑独特的形象特征，令人印象深刻。具有重大意义的空间则通过特别的装饰材料加以强调：位于西入口处的中央大厅和下1层的国家博物馆剧场均以符合声学技术标准的红色墙幔进行了装饰；中央大厅之上的“玉厅”内，以可回收玻璃制成的亚光饰面板通过背投光源，创造出独有的空间个性。
中国国家博物馆是目前世界上最大的博物馆，是展示古老中华文明历史进程与辉煌文化的窗口。设计对老馆最大程度地保留体现出了国家博物馆对待历史的基本态度，新馆的建筑设计没有采用对中国传统建筑元素的简单复制，而是从中国的文化、中国的哲学出发，力图创造出符合时代精神的现代中国建筑。
新老建筑的和谐共生恰恰体现了一个历史悠久、文化灿烂并正在崛起的世界强国的形象。
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努力把中国国家博物馆建设成为“与我们这样一个大国地位相称、与中华民族悠久历史和灿烂的文明相称、与蓬勃发展的社会主义现代化事业相称、与广大人民群众日益增长的精神文化需求相称””，是中国国家博物馆的建馆方向，也应当是中国国家博物馆陈列体系的构筑方向。
“我以为，用文物展示我国统--多民族国家的历史进程，是中国国家博物馆的责任用文物展示世界文明的发展进程，是中国国家博物馆的胸怀用文物展示我国源远流长的灿烂文明，是中国国家博物馆的义务”。通过年的8年努力，中国国家博物馆完成了“十五”规划展览项目，并逐步形成了具有中国国家博物馆特色的陈列理念。在8年的展览实践中，我们以边疆文明系列、世界文明系列、重大考古发现系列、艺术系列等类别，集中地展示了中国和世界优秀的文化遗产。这些系列展览在弘扬中华文化、加强对外文化交流、吸收各国优秀文明成果、增强中华文化国际影响力等方面发挥了不可低估的作用。
8年的展览实践，我们对中国国家博物馆成为展示古今中外优秀文化的历史与艺术的殿堂，有了深刻的认知。我以为，构筑中国国家博物馆新馆的陈列体系应该强调整体性，突出独特性，重视时代性。这--陈列体系，在形式上由基本陈列、常设陈列、专题展包括捐赠展与特别展览国际交流展所组成，在内容上注重营造中国古代文明与世界古代文明相辉映、中国经典艺术与世界经典艺术相媲美的展示氛围，从而最终达到体现历史与艺术并茂的效果，使广大观众站在中国了解世界，深刻地认识世界中的中国，更好地满足广”大观众的精神需求。