Las colecciones del museo se dividen en 59 secciones, dispuestas en una superficie de 12.000 m2. Las salas cuentan con una altura media de 10 metros y la superficie expositiva suma más de 3 km.
Las primeras 14 salas ofrecen una síntesis histórica de Roma desde sus orígenes hasta el siglo VI d.C.; a ellas les sigue una sección dedicada al Cristianismo.
El complejo que alberga el museo fue diseñado por los arquitectos Aschieri, Bernardini, Pascoletti y Peressuti, ganadores de uno de los concursos para la construcción de los edificios más relevantes de la Exposición Universal de Roma en 1942. Pietro Aschiere tuvo un papel destacado pues creó una estructura majestuosa y algo magnificente, que expresaba perfectamente sus concepciones, inspiradas en un clasicismo de sello escenográfico.