Музей, в соответствии со своим значением, расположен на Площади Независимости, считающейся главной площадью Казахстана. Он составляет сегодня единый архитектурный ансамбль с монументом «Казак Ели», Дворцом Независимости, Дворцом мира и согласия («Пирамида»), а также с соборной мечетью «Хазрет Султан» и Национальным университетом искусств.
Здание музея состоит из семи блоков, самый высокий из которых состоит из девяти этажей. Площадь музейного комплекса достигает 74 000 кв. м. Экспозиционную площадь составляют 11 залов, площадь которых более 14 000 кв. м.
В музее представлены следующие залы: зал Астаны, зал Независимого Казахстана, зал золота, зал древней и средневековой истории, зал истории, зал этнографии, а также залы современного искусства.
Помимо основных экспозиционных залов в Национальном музее предусмотрены помещения двух выставочных залов. Также в музее отведены помещения для детского музея, центра детского творчества, реставрационных мастерских, лабораторий, профессиональных фондохранилищ, научной библиотеки с читальным залом и конференц-зала.
Музей поражает гостей высоким уровнем оснащенности новейшим оборудованием и мультимедийными средствами, соответствующими передовым мировым стандартам музейного дела.
