Дом ученых расположен в центральной части города Одессы. Занимает дворец, картинную галерею и сад бывшего усадебного комплекса. Дворец в стиле классицизма, возведен в 1830 г. из камня-ракушечника, оштукатурен. Двухэтажный с подвалом, главным фасадом обращен в сад, прямоугольный в плане, с выступами по поперечной оси здания в виде полуротонды со стороны сада и прямоугольным - со двора. Перекрытия плоские, подвала - лучковые и полуциркульные своды, планировка анфиладная, на каждом этаже со стороны сада зал овальной формы. Шасады по горизонтали расчленены поясками, завершены развитым карнизом, увенчанным парапетом. Окна верхнего этажа обрамлены наличниками с сандриками.
Архитектурным акцентом главного фасада является полуротонда, украшенная шестью трехчетвертными колоннами коринфского ордера с террасой, на которую с двух сторон ведут полукруглые каменные лестницы, и опоясывающим балконом на каменных кронштейнах на втором этаже. Ограждения на террасе, лестницах и балконе металлические. Интерьеры отличаются богатством и разнообразием отделки и обстановки, на второй этаж ведет нарядная мраморная лестница. Убранство дворца эклектично и отражает вкусы его хозяев конца XIX - начала XX вв. Оно может рассматриваться как своеобразный художественный музей, где экспонируются произведения зодчих и живописцев, скульпторов и декораторов, резчиков по дереву и металлистов, литейщиков и мастеров художественного стекла.
Сад прямоугольный в плане, со стороны нынешней ул. Менделеева огражден чугунной литой решеткой на высоком каменном цоколе, со стороны спуска - высокой каменной стеной, увенчанной балясинами.
Картинная галерея примыкает к дворцу, построена в 1896-1897 гг. (автор и строитель архитектор Г. К. Шеврембрандт). Декор главного фасада эклектичен: нижний этаж в стиле ренессанса, верхний - барокко. Здание возведено из кирпича, оштукатурено, двухэтажное с подвалом, прямоугольное в плане с вырезами углов со стороны двора, перекрытия плоские. Первый этаж обработан рустом (в нем помещались вспомогательные помещения), второй украшен колоннами и пилястрами коринфского ордера. Проемы обрамлены пышными наличниками, под карнизом протянут лепной фриз, венчает здание высокий парапет с балясинами. В верхнем этаже размещался выставочный зал с верхним светом и небольшими помещениями по сторонам, вход в которые через арочные проемы с колоннами ионического ордера из искусственного мрамора.
