大同市博物馆由中国著名建筑设计大师崔凯先生设计，整个建筑大胆吸收大同火山群自然地貌、龙壁文化和云冈石窟空间演化的文化元素，外观造型宛若行将腾飞的巨龙。博物馆占地面积51556平方米，建筑面积32821平方米，分地下一层、地上三层，将近1万平方米的展陈面积分为一个系列展厅、四个专题展厅和一个临时展厅。其中系列展厅划分为《代地沧桑》《北魏平城》《辽金西京》《明清重镇》，专题展厅则包括《大同恐龙》《瓷路撷珍》《妙笔丹青》《梵语清音》。地下一层还特意设计了面向游客的互动区，配备了设施一流的5d影院和富有文化特色的娱乐项目。

计划展陈的4000余件文物，是从7万余件馆藏文物中优中选优的精品。目前，博物馆的内装修已结束，各展厅的灯光调试也进入尾声，上下楼的电动扶梯、文物展陈的展架、供残疾朋友使用的无障碍坡道，也全部安装到位。进入本月以来，布展人员围绕年内开馆的目标加班加点，力争早日具备接待条件。