El Museo de Teotihuacan fue edificado a un costado del lado sur de la Pirámide del Sol y contaba para su funcionamiento con un salón de forma rectangular dispuesto de este a oeste, con su frontispicio y acceso único mirando al oriente. La orientación de estos últimos estaba en sentido inverso a la fachada principal de la Pirámide del Sol, la cual mira hacia el poniente. El inmueble constaba de un local de 40 metros de largo por 25 metros de ancho y siete metros de altura, más otros dos metros de tragaluz. La techumbre era de armadura de metal sostenida por columnas de hierro forjado y en el centro tenía un tragaluz de 25 metros de largo por 12 de ancho. En total el edificio tenía nueve metros de altura y estaba construido de mampostería. En el acceso principal se encontraba un pórtico de cancelería y columnas de hierro forjado, rematado al fondo por un cancel de caoba con una puerta central y dos laterales, originales del siglo XVIII. A los costados de la puerta principal tenía dos ventanas laterales, las únicas con las que contaba el inmueble. No tenía luz eléctrica y para obtener una buena iluminación en los interiores el tragaluz ocupaba una porción considerable de su superficie central. Esta claraboya disponía de cristales opacos, que daban paso a una luz meridiana y proporcionaban un efecto difuminado al pasar la luz solar dentro del espacio museístico. 

En la sala única de exhibición del museo había 62 pedestales, distribuidos al centro y en los laterales del espacio, y 12 vitrinas colocadas entre ellos. Los primeros eran de mampostería pintada de color negro y las segundas, de hierro con finos cristales italianos, igual que la claraboya, comprados a la Casa Pellandini, de gran prestigio. En los pedestales se exhibían 150 piezas de escultura en piedra de gran formato y en las vitrinas se mostraban ocho mil objetos menores de diversos materiales como obsidiana, hueso, cerámica, piedra y concha procedentes de las excavaciones en el sitio realizadas entre los años de 1884 a 1910.

Al parecer, fue la primera vez que la antigua ciudad tenía un museo que contara con estas características, pero no tenemos noticias de que en aquella localidad hubiera un almacén o bodega de bienes arqueológicos antes de su construcción; no obstante, quedaría establecido como el primer instituto de esta índole en Teotihuacan. Muchos de los primeros museos construidos en otras ruinas empezaron como bodegas o galeras de madera levantadas para tener un lugar donde fuera posible guardar objetos arqueológicos extraídos de las ciudades antiguas, para protegerlos de la intemperie y del saqueo.