本館兩座建築分別為具古蹟身份的原臺南警察署，以及於公11基地上興建當代性建築，是由石昭永建築師及日本坂茂建築設計事務所共同設計建造。兩館所在區域富含深厚文化底蘊，新舊建築的重生與興起，為該區域融入藝術資源與創造互動，亦期盼作為臺南藝術發散與收攏的實驗基地。

(一) 1 館
1 館主體建築原為臺南市警察署，於 1931 年落成，當時係由臺南州土木課營繕係設計監督、臺南州技師梅澤捨次郎設計，為折衷主義裝飾藝術式樣 (Art Deco) 風格建築。1998 年被指定為臺南市市定古蹟，是國內仍保存的警察署建築之一。
古蹟棟主體構造為鋼筋混凝土，兩翼為紅磚混凝土構造，屋頂桁架、門窗為木構架，外牆為十三溝面磚裝飾建材，面磚色彩與樣式為 1 館主要風格元素。建築中央主體山牆兩側以階梯狀下降與水平飾帶、山牆最高處勳章飾、弧形山牆底部的簷口、門窗裝飾等皆為建築裝飾式樣。
為補強展示空間的多元機能，設計單位於主建築體後方增建地上三層、地下一層之建築，由中央廊道連接起新舊建築，喚起觀者獨特感官經驗。1館展示空間約1,555平方公尺，設有10間展覽室、工作坊、輕飲食區、典藏庫房、文物修復與檢測空間。