O arquiteto chama este edifício de seu último grande edifício cultural; ao mesmo tempo, o museu de Doha pode ser classificado entre os edifícios de maior sucesso em sua obra.
A fonte de inspiração ao trabalhar no projeto para Pei foi a mesquita Ibn Tulun do século IX no Cairo, mais precisamente, a fonte para abluções rituais localizada no centro de seu pátio. O arquiteto tentou criar o mesmo ambiente vantajoso para sua construção, mas como qualquer local em Doha, que passava por um boom de construção, poderia se ver em poucos anos espremido por arranha-céus de vários tamanhos, uma ilha artificial teve que ser construída para o novo museu. Ele está localizado no final da Corniche; um beco ladeado de palmeiras leva a ela. Assim, o museu será sempre percebido como uma obra escultórica autossuficiente, como pretendia seu autor.
O edifício é revestido com calcário trazido da França; sua composição piramidal é composta por blocos quadrados e octogonais em seção transversal, elevando-se ao cubo final que esconde uma cúpula em seu interior. Esta cúpula cobre o átrio do museu, em torno do qual existem cinco andares de salas de exposição. Eles exibem 800 obras de arte de diferentes partes do mundo islâmico, abrangendo o período do século 7 ao 19. Os interiores dos museus foram projetados por Jean-Michel Wilmotte.
No início de 2009, está prevista a inauguração de uma ala do centro educacional ao lado do prédio principal, também projetado por J. M. Peem: lá serão realizadas conferências científicas.