על פי תפיסתו של הריסון נבנו חלקים מהבניין תוך שימוש בטכנולוגיות מסורתיות, כגון בנייתן של חלק מהכיפות, סיתות האבן ומערכת אספקת המים לבריכה הפנימית באמצעות בורות אגירה. עם זאת, בשל חדירתם של חומרי בנייה מודרניים לתעשיית הבנייה הארץ-ישראלית והרצון לשוות לבניין נופך מודרני ולהעניק לו עמידות נצחית (בעיקר לאחר רעידת האדמה הקשה של שנת 1927), נבנו הכיפות שמעל אולם הכניסה והתקרות שבאולמות התצוגה בבטון מזוין. תשומת לב מרובה ניתנה לפרטי הבנייה, וזו ניכרת באיכות החומרים וברמת הביצוע הגבוהים, המייחדים את הבניין ומאפיינים אותו כאחד מהמבנים המשובחים שנבנו בארץ-ישראל ובירושלים בעת המודרנית.
האבן – הריסון בחר באבן בנייה שצבעה לבן, ומקורה כנראה במחצבות שבדרך בין ירושלים ליריחו. האבן מסותתת בסיתות טלטיש ואילו פרטי הבניה העדינים יותר מסותתים בסיתות עדין יותר.
ריהוט הבניין – הדלתות עשויות עץ אגוז שיובא מתורכיה, והן מתאימות בדיוק למידות הפתחים הקשותים. מסגרות המתכת לחלונות יוצרו באנגליה לפי הוראותיו של הריסון וכך גם פרטי הפרזול האחרים כגון: הידיות, המנעולים והבריחים, והסוגרים השונים. דלתות הכניסה שבשער הכניסה המרכזי (משקלן כ-700 ק"ג) צופו בלוחות נחושת מעוטרות באלמנטים מהאומנות המוסלמית של צפון אפריקה.
הריצוף והטיח – בריצוף המוזיאון עשה הריסון שימוש בשני חומרים: בחללים הגבוהים, שבהם התבקשו פתרונות אקוסטיים כוסתה הרצפה בלוחות שעם שעמעמו את שאון האנשים. במקומות אחרים רוצפו החללים בלוחות אבן גיר או במרצפות של מלט שחור. מרבית קירות הבניין חופו בטיח גס עשוי גרגרים גדולים, אך עם השנים וכתוצאה מהקושי בתחזוקת הבניין החלו לסייד בסיד חלק מהקירות, מעשה שגרם לנזק נוסף לטיח המקורי.
תאורה – כמקובל ברבים מהמוזיאונים של תחילת המאה העשרים גם כאן ניצלו את אור השמש לתאורה: החלונות גבוהים ורחבים והם ממוקמים בחלקם העליון של הקירות כדי למנוע קרינה ישירה על המוצגים והמבקרים. באולמות הכניסה ובאולמות המתומנים הקושרים בין אגפי הבניין תלויות מן התקרה נברשות זכוכית ענקיות, המעוצבות כמשקולות רב צלעיות או ככדורים.