Entlang der 3200 Quadratmeter des Nationalen Filmmuseums, die sich auf fünf Stockwerke verteilen, gibt es einige Räume, die den Hauptfiguren gewidmet sind, die zum Entstehen eines Films beitragen. In der Haupthalle, die in der Halle des Maulwurftempels errichtet wurde, ist eine Reihe von Kapellen verschiedenen Filmgenres gewidmet.
Das Museum beherbergt eine beeindruckende Sammlung von Filmplakaten, eine Filmsammlung und eine Bibliothek, die ständig erweitert wird: Sie umfasst derzeit 20.000 Kameras, Gemälde und Drucke, über 80.000 Fotodokumente, über 300.000 Plakate, 12.000 Filme und 26.000 Bände (Februar 2006).
Ein Kinosaal unweit des Museums, im Inneren des Cinema Massimo, ist ausschließlich für Retrospektiven und andere Museumsaktivitäten reserviert. Das Nationale Filmmuseum beherbergt zahlreiche Festivals, von denen das wichtigste und prestigeträchtigste das Turiner Filmfestival ist.
Im Innern des Museums befindet sich auch ein Panoramaaufzug (2000 eingeweiht) mit durchsichtigen Glaswänden, der in 59 Sekunden in einer einzigen offenen Spannweite ohne Zwischenetagen von 10 Metern Starthöhe bis zu 85 Metern des "tempietto" fährt, von wo aus man das Panorama der Stadt sehen kann.