泰山博物院由清华大学建筑设计院和北京设计院共同承担，由两院院士吴良镛操刀设计。项目位于泰山景区红门路与环山路交叉口东北角，由泰山风景名胜区管理委员会建设。
项目总投资66591.70万元，规划用地面积38050平方米，总建筑面积32000平方米。首层平面主要包括序厅、展厅等功能，建筑面积共计8712平方米。二层功能主要为展厅，建筑面积共计3219平方米。地下一层平面功能主要为藏品库、后勤管理用房、设备机房、多功能厅、VIP接待、临展区和教育区，主体建筑面积共计12980平方米。地下二层平面功能主要为办公区和车库区，主体建筑面积共计4810平方米，其他附属设施共计2279平方米。
建筑造型以泰山“高山流水”亭等建筑为基本元素，由7个大小不一的“方亭式”场馆组成，是一座记录、解释泰山的专题性博物馆。作为对外展示泰山独特地貌、悠久历史、灿烂文化的重要载体，泰山博物院的展陈设计方案由现故宫博物院院长、原国家文物局局长单霁翔设计，以“诠释泰山”为本意，突出泰山“国泰民安”的象征和“泰山安则四海皆安”的寓意。
