三峡博物馆外形最显眼的是大面积的弧形蓝色玻璃幕墙和古朴方正的砂岩外墙。王川平说，蓝色玻璃象征着水，砂岩外墙则代表着山，它体现了重庆山水之城的特色。博物馆正上方是透明的玻璃穹顶，从建筑学角度说，它满足了大堂采光的需要，而在王川平看来，这个漏斗型的圆形穹顶，很像一个巨大的承露盘，一方面取“三峡之水天上来”之意，另一方面，水通过三层叠瀑，一泄而下，与人民广场相连，体现了三峡博物馆承接祖先文化之水、用文化滋润大地的寓意。

博物馆正面右上方，有一个4米见方的巨大篆体印章，印章由上到下、由右至左刻有“重庆中国三峡博物馆”9个大字。这个印章所散发出的古老气息和磅礴气势足以让人暗暗称奇。王川平说，这是三峡博物馆的特殊标识，依他的想法，在晚间这个印章要闪闪发亮，成为重庆夜空的一道绚丽景致。