Guggenheim là công trình mang bố cục và cấu trúc cực kỳ độc đáo. Sự sắp xếp khéo léo các mảng khối cạnh nhau cùng vẻ đẹp gợi cảm của titanium, kính và đá vôi đã góp phần tạo nên một hiệu ứng kỳ diệu khiến tòa nhà như thể đang chuyển động quanh trục của nó qua những đường cong liên tục.
Với diện tích 24.628 m², chung quanh bảo tàng là những kiến trúc bằng đá vôi đem lại chiều sâu và sự chắc chắn. Hình thái chuyển động khối đạt cao trào ở khu vực trung tâm với chín mô-đun (module) titanium cong liên tiếp, to lớn, với hình dạng khác thường, ngoạn mục. Việc chồng xếp những khối cong đa hình, cao độ, theo nhiều lớp mang đến tính ngẫu hứng cũng như tạo nên sự ấn tượng về thị giác. Chính điều này mang đến nhiều cảm nhận phong phú hơn cho khách tham quan.
Trời xanh, mây trắng, nắng vàng được phản chiếu trên nhiều góc nghiêng khác nhau, tạo nên một vẻ ngoài lộng lẫy. Những viên đá granite đen lấp lánh, những con đường bê-tông uốn lượn chung quanh bảo tàng, chú nhện khổng lồ như nhẹ nhàng dạo bước… Một bức tranh nghệ thuật đặc biệt nổi bật nhưng cũng vô cùng hòa hợp bên dòng sông Nervion mộng mơ.
Ý tưởng chính của Guggenheim là mô phỏng hình dáng, hình ảnh của máy móc, tiêu biểu cho nền văn minh công nghiệp đang bùng nổ ở châu Âu cuối thế kỷ 20. Hơn thế, khối kiến trúc ấy được dựng lên từ các chương trình thiết kế mới nhất trên máy tính, bằng cách áp dụng công nghệ của nhiều ngành kỹ thuật khác vào thi công. Khánh thành năm 1997, bảo tàng đánh dấu một tầm cao mới về thẩm mỹ lẫn kỹ thuật. Công nghệ mới đã phá vỡ các quy ước sản xuất trước đây, mở ra những tiềm năng vô tận trong tương lai hậu công nghiệp.
Guggenheim Bilbao, tác phẩm đậm chất nghệ thuật, văn hóa này là tuyệt tác của Frank Gehry, với ngôn ngữ kiến trúc theo chủ nghĩa Giải tỏa kết cấu (Deconstruction), được ca ngợi như một “khoảnh khắc tín hiệu trong văn hóa kiến trúc”. Sự hào nhoáng, khác thường của bảo tàng luôn là tâm điểm chú ý của không chỉ hàng triệu lượt du khách thập phương mà còn từ chính các nhà phê bình, chính trị gia, và nghệ sĩ… trên khắp thế giới.