Bangunan Museum Kayu terbuat dari beton yang dipadukan dengan arsitektur tradisional dan modern yang terdiri dari dua lantai. Bangunan museum ini terdiri dari ruang pamer tetap, ruang penyimpanan koleksi dan ruang administrasi. Terdapat sebuah kapal besi tua di sebelah kiri bangunan museum ini. Bangunan Museum Kayu ini dikelilingi oleh halaman yang luas dimana pada bagian halaman sebelah kanan dan kiri tedapat Sandung, yaitu rumah-rumah kecil yang digunakan oleh Suku Dayak Kaharingan untuk menyimpan tulang kerangka nenek moyang yang sudah meninggal.
Walaupun bernama Museum Kayu, namun koleksi yang dimiliki oleh museum ini tidak semuanya merupakan benda-benda yang terbuat dari kayu. Untuk koleksi dari kayu ada yang sudah dibuat menjadi furnitur namun ada pula yang hanya berupa potongan kayu saja.