อาคารจัดแสดง เป็นอาคารใต้ดินชั้นเดียว เชื่อมต่อกับหอสมุดสุรัตน์ โอสถานุเคราะห์ ภายใต้แนวความคิดของการออกแบบว่า เตาที่ผลิตเครื่องปั้นดินเผาสมัยโบราณมักสร้างอยู่บนเนินดิน และมีดินถมเป็นฉนวนเก็บความร้อน ดังนั้น อาคารจัดแสดงจึงเปรียบเหมือนกับเตาเผาที่อยู่ใต้เนินดิน เครื่องปั้นดินเผาที่จัดแสดงภายในอาคารจัดแสดงจึงเปรียบเหมือนกับเครื่องปั้นดินเผาที่ถูกนำเข้าเผาในเตา และความรู้ที่ผู้เยี่ยมชมได้รับจึงเปรียบเหมือนกับผลิตภัณฑ์อันงดงามที่ได้จากการเผา อาคารจัดแสดงหลังนี้ได้รับรางวัลเหรียญทองสถาปัตยกรรมดีเด่นประเภทอาคารสถาบันหรืออาคารทางศาสนาประจำปี พ.ศ. 2551 ปีต่อมายังได้รับรางวัล 1 ใน 9 ของสถาปัตยกรรมสีเขียวดีเด่นของไทย ภายในอาคารจัดแสดงแบ่งออกเป็นห้องนิทรรศการถาวร ห้องนิทรรศการพิเศษ ร้านจำหน่ายหนังสือและสินค้าที่ระลึก และห้องศึกษาวิจัยชิ้นส่วนเครื่องปั้นดินเผา    
อาคารส่วนขยาย เป็นอาคารสามชั้นเพื่อสนับสนุนการปฏิบัติงานของพิพิธภัณฑสถานและบริการการศึกษาแก่สังคม ประกอบด้วย สำนักงาน ห้องประชุม ห้องเรียน ห้องสมุดเฉพาะสาขา ห้องปฏิบัติการอนุรักษ์ศิลปโบราณวัตถุ และคลังพิพิธภัณฑสถาน ชั้นใต้ดินมีอุโมงค์เชื่อมต่อกับอาคารจัดแสดง