Es un magnífico proyecto de Cárdenas, basado en un estudio previo realizado en Nueva York, en el estudio de Lewis S. Weeks, arquitecto de la I.T.T. De ahí deriva la inspiración americana del edificio, si bien matizada por Cárdenas en el proyecto definitivo, especialmente en el tratamiento exterior, en donde adopta formas barrocas de tradición madrileña en portadas, remates y vanos. Su estructura metálica hormigonada, al estilo americano, en soportes y losas fue levantada en un tiempo récord para aquellas fechas, de marzo a octubre de 1927, gracias a potentes grúas capaces de levantar las grandes vigas de hierro que la componen.
En el exterior, el material utilizado es la piedra, granito en las primeras plantas y arenisca en el resto, para cuyo tallado y acabado se instaló un taller de cantería a pie de obra. En la resolución definitiva del proyecto intervinieron otros arquitectos como José María de Arrillaga, Manuel Aníbal Álvarez, Santiago de la Mora, José Luis Durán de Cottes y Luis Feduchi, además del escultor Rafael Vela y el pintor Hidalgo de Caviedes. Entre 1951 y 1955 Fernández del Amo ejecutó una ampliación, ya contemplada en el proyecto de Cárdenas, una vez que se derribó el edificio provisional en el que inicialmente se situaron las instalaciones.
Finalmente, entre 1987 y 1992 fue rehabilitado con dos proyectos sucesivos que restauraron y renovaron los espacios e instalaciones interiores y la fachada. En las plantas baja, entreplanta y primera se crearon salas para la colección de arte y la histórico - tecnológica, adecuaron las zonas nobles y crearon nuevos salones de actos, conferencias y seminarios.
