สถาปัตยกรรมของพระราชนิเวศน์มฤคทายวัน มีลักษณะเป็นแบบไทยประยุกต์ (เรือนไทยผสมยุโรป) สร้างด้วยไม้สักทองทั้งหลัง เป็นอาคารแบบเปิดโล่งสองชั้น ใต้ถุนสูง พื้นล่างเทคอนกรีต หลังคาหมู่พระที่นั่งเป็นทรงปั้นหยาแบบไทย มุงด้วยกระเบื้องว่าวสี่เหลี่ยม