Museum Tsunami Aceh dirancang oleh arsitek asal Indonesia, Ridwan Kamil. Museum ini merupakan sebuah struktur empat lantai dengan luas 2.500 m<sup>2</sup> yang dinding lengkungnya ditutupi relief geometris. Di dalamnya, pengunjung masuk melalui lorong sempit dan gelap di antara dua dinding air yang tinggi — untuk menciptakan kembali suasana dan kepanikan saat tsunami. Dinding museum dihiasi gamabrgambar orang-orang menari [[Saman]], sebuah makna simbolis terhadap kekuatan, disiplin, dan kepercayaan religius [[suku Aceh]].<ref name="WAN-Tsunami-Museum" /> Dari atas, atapnya membentuk gelombang laut. Lantai dasarnya dirancang mirip rumah panggung tradisional Aceh yang selamat dari terjangan tsunami.<ref name="BBC-Williamson2009-02-23" />
Bangunan ini memperingati para korban, yang namanya dicantumkan di dinding salah satu ruang terdalam museum, dan warga masyarakat yang selamat dari bencana ini.<ref name="WAN-Tsunami-Museum" />