A estrutura museológica assenta numa base polinucleada, ou seja, num conjunto de núcleos ou pólos com valências distintas, que se interligam e dão azo a um percurso museológico peculiar e em forte interação com a área envolvente, o Centro Histórico de Nisa, uma zona que se reveste de todo um conjunto de especificidades urbanísticas, culturais e sócioeconómicas que o Museu, através das suas atividades, tem vindo a revitalizar. Para tal, aproveitou-se algum do Património Municipal mais emblemático e adquiriram-se alguns imóveis, que pelas suas características arquitetónicas e valor histórico mereciam ser recuperados e revalorizados, por forma a desempenharem novas funções.

Núcleo Central do Museu

Situado no Edifício da Cadeia Nova, em pleno Centro Histórico da Vila, este pólo funciona como espinha dorsal ou cérebro do conjunto mais vasto que constitui o Museu do Bordado e do Barro de Nisa. Vocacionado para albergar a Exposição Permanente do Barro e do Bordado, o Núcleo Central apresenta o conjunto de peças com maior valor histórico, artesanal e artístico de todo o acervo do Museu, e está ainda dotado de Salas de Exposições Temporárias e dos Serviços Administrativos centrais. Aqui, o visitante poderá, de forma simples, pedagógica e criativa, munido de aplicações multimédia e interativas muito sugestivas, conhecer de forma abrangente a História, as técnicas e o património destas artes tradicionais, enquadrando-as na História e características gerais do concelho de Nisa.

Núcleo do Bordado

A funcionar desde 2004, numa casa tradicional nisense, adquirida pela autarquia, apresenta uma pequena coleção de peças bordadas, enquadradas num ambiente que recria o seu habitat natural, nomeadamente um quarto típico de Nisa. Neste núcleo pode ainda visitar-se uma cozinha tradicional e uma pequena exposição dos principais utensílios utilizados no trabalho do campo.

Centro de Documentação e Serviços Educativos

Este pólo irá funcionar no edifício da Cadeia Velha, e será vocacionado para a investigação propriamente dita, apresentando também um pequeno auditório e um espaço onde serão desenvolvidas atividades educativas de interação entre a Coleção do Museu e os visitantes mais jovens.

Centro de Reservas e Restauro, Núcleo do Barro e Área de Exposições Temporárias

Este núcleo irá funcionar numa casa apalaçada (um dos maiores edifícios de todo o Centro Histórico de Nisa), contígua à Cadeia Velha e em ligação direta com esta e com a Cadeia Nova, através do quintal. Aqui, funcionarão várias valências. No Centro de Reservas e Restauro, onde estarão acondicionadas as peças da Coleção em reserva, poder-se-á visitar um ateliê, no qual técnicos especializados irão proceder ao restauro de peças a necessitarem de intervenção. Já o Núcleo do Barro funcionará como uma oficina tradicional de trabalho, na qual os visitantes poderão observar ao vivo as técnicas e os processos de produção das peças de olaria. A par de tudo isto, haverá ainda uma Área de Exposições Temporárias, que complementa a área do Núcleo Central dedicada às mesmas.