Naast wisseltentoonstellingen over architectuur en planologie worden in het NAi belangrijke archieven en collecties van Nederlandse architecten van na 1800 bewaard.

Naast wisseltentoonstellingen over architectuur en planologie is er een permanente expositie over volkshuisvesting in Nederland vanaf 1850 (GeWoon Architectuur).

Het museum bezit een grote collectie tekeningen, schetsen, maquettes, foto's, boeken en tijdschriften over architectuur. De bibliotheek en het maquettedepot zijn openbaar. Ook bezit het de archieven van Dudok, Cuypers, Berlage, Gispen en De Klerk.

Naast het eigenlijke museum staat Museumwoning Sonneveld, deze voormalige woning is ook onderdeel van het museum. Deze woning is ontworpen door de architecten J.A. Brinkman en Van der Vlugt in 1929 en is qua stijl een voorbeeld van het Nieuwe Bouwen. Het interieur is in de originele staat teruggebracht met onder andere Gispen meubilair.

Het museum ligt in het Museumpark, vlakbij Boijmans van Beuningen, natuurhistorisch museum en het Nai. De Waterbus halte en het shopping walhalla van Rotterdam liggen op loopafstand.