Byggnaden ritades av arkitekten Agi Lindegren, och både fasader och yttertak är klädda med tjärat träspån. Förebilden var norska medeltida stavkyrkor. Portalens vackra träsniderier i relief påminner om Borgunds stavkyrka. Byggnaden bör klassas som nationalromantisk, och invigdes 1893. Museet var en av attraktionerna på Stockholmsutställningen 1897. Fasadens text löd ursprungligen: "Ensamt i sitt slag - Djurlifs panorama - Utan motsvarighet i verlden". I utställningshallen finns ingen elektrisk belysning, utan det är endast dagsljuset som faller genom de stora takfönstren och därmed skapar en känsla av naturligt liv.