高二层，屋顶为歇山顶，平面为长方形，南侧两翼略微凸出。南、北立面中央均设有入口。大楼由青岛观象台设计，其设计图最初采用了极为简单的外墙装饰设计。1936年6月图纸呈报青岛市工务局时，审核人员修改了设计图纸，最终建成的大楼使用了丰富的立面装饰，墙面一层为花岗岩贴面，两侧入口上方设飞檐雨棚，外墙二楼以红色壁柱划分，并采用了许多装饰元素与纹样。建筑内部中段为楼道及辅助房间，两侧为研究室和陈列室。