Muzeul este unul din cele cinci muzee mondiale ale fundaţiei Solomon R. Guggenheim. Este probabil, de departe, construcţia cel mai uşor de recunoscut din Bilbao.Muzeul a fost proiectat de arhitectul Frank Gehry, unul dintre cei mai stimaţi şi admiraţi arhitecţi actuali, fiind proiectat într-o manieră arhitecturală "tipic" deconstructivistă. Deschis pentru public în 1997, a fost conceput să reprezinte unul din elementele centrale ale procesului de reînnoire urbană şi relansare culturală a oraşului Bilbao. Aproape imediat după deschiderea sa, Guggenheim Bilbao a devenit o atracţie turistică importantă şi a fost credidat cu promovarea aproape instantanee a oraşului basc pe plan mondial. Mulţi sunt de părere că acest muzeu "a pus oraşul Bilbao pe hartă".
Muzeul este printre cele mai proeminente şi spectaculoase clădiri din lume în stil deconstructivist. Ca şi majoritatea clădirilor proiectate de Gehry, structura este alcătuită din linii de contur sculptate radical, în stil organic. Administraţia muzeului susţine că muzeul nu are nici măcar o singură latură sau suprafaţă dreaptă în întreaga clădire. O parte a construcţiei este traversată de o autostradă elevată şi o porţiune importantă a edificiului este acoperită cu paneluri de titan, dând întregii construcţii o aparenţă metalică şi modernă.Fiind situat într-un oraş portuar, muzeul a fost construit astfel încât să semene cu un vapor. Panelurile de titan, care reflectă puternic lumina, seamănă cu formele unui peşte, accentuând din nou intenţia lui Gehry de a construi o structură cu o aparenţă organică.
Multă tehnologie modernă a fost utilizată în planficarea construcţiei. Au fost folosite vizualizări computerizate, încluzând programe CAD. Această tehnologie a ajutat constructorii să producă un bloc funcţional şi estetic armonios care este considerat o minune arhitecturală. În timpul construcţiei, panelurile de piatră folosite ca bază ale suprafeţelor acoperite cu titan au fost tăiate cu ajutorul unui laser.O observaţie importantă este că, deşi muzeul apare ca un monument-spectacol când e văzut din aer sau de pe râul Nervión, apare destul de modest văzut de la nivelul străzii, combinându-se armonios cu edificiile din jur.
Expoziţiile din cadrul muzeului se schimbă frecvent. Întrucât majoritatea pieselor de artă expuse sunt din secolul XX, picturile şi sculpturile tradiţionale sunt de multe ori în minoritate în comparaţie cu instalaţiile moderne şi obiectele de artă electronică. Mulţi vizitatori ai muzeului, mai ales cei din lumea artelor, susţin că aparenţa spectaculară a întregului edificiu eclipsează colecţia artistică a muzeului, care nu este în mod special unică sau de interes deosebit.
