十堰市博物馆新馆位于十堰市中心地段北京中路黄花沟，其南边是柳林小学，北边是市二中、体育中心、郧阳中学，对面（东面）与在建的市政府接待中心遥相呼应，该地段初步形成了十堰市的文化、教育、体育功能区。
       博物馆建设投资6000余万元，占地面积35亩，建筑面积11000平方米，三层，总高度24米，其中展览陈列部分5088m2，综合、库房部分2984 m2，其它2198 m2，绿地率72%。建筑按功能分为陈列展览区、综合服务区两大部分。一层为综合服务区，设办公区、文物库藏区、接待区。二、三层为陈列展览区，通过广场大台阶由入口上至二层大平台后进入室内，左侧为主题展厅，右侧为南水北调湖北库区出土文物展厅，二者与建筑主体相互环绕合成一个棱形室外庭院。
       博物馆外观的设计指导思想是在现代、新颖的前提下融入了十堰市特有的文化元素，可以概括为“探索”与“发现”四个字，以人的抽象眼睛作为构图，以象征人类探索和发现为途径。建筑以实为主，使用石材外墙，以体现博物馆特有的厚重与深沉；人行通道与休息部分配以新颖的大面积点式玻璃幕墙，虚实的强烈对比，象征着武当山道教文化中的太极图案；北侧最大的陈列室弧形略微倾斜的墙屋面，发散状的纹理象征了中国传统建筑的外形元素；面临北京路一面的历史长廊，头部飘逸，象征着一条飞腾的巨龙和十堰蒸蒸日上的未来。