Здание музея было построено в 1959 г. Фрэнком Ллойдом Райтом. Оно представляет собой гигантскую спираль, поднимающуюся с округлой площадки. Над этим экстравагантным, фантастическим проектом Райт работал более десяти лет. В основе проекта — смелая, но простая конструктивная схема. Похожий на башню корпус главного зала держится на металлическом каркасе. Его спиралью опоясывает железобетонная галерея. Конструкцию венчает большой стеклянный купол, перекрывающий центральный дворик, залитый светом.

Посетитель музея поднимается в лифте на самый верх здания и, спускаясь по пологому пандусу (наклонной площадке), начинает осматривать экспонаты, которые размешены вдоль внешних стен. Долго задерживаться на месте нельзя: галерея рассчитана на однонаправленный поток экскурсантов и довольно узка. Зато, находясь в любой части зала, посетитель видит всю экспозицию полностью, а каждый экспонат можно рассмотреть с разных точек зрения.

Экспозиция музея Гуггенхейма постоянно обновляется; обычно выставлена только десятая часть собрания. Всего здесь хранится более четырёх тысяч произведений живописи, графики и скульптуры европейских и американских авторов XIX—XX вв. Преимущественно это работы абстракционистов и художников смежных направлений.