该博物馆坐落在上海浦东新区张江路69号北侧，位于上海张江高科技园区内的张江文化产业地带核心区域，是张江动漫谷的地标性建筑，北临龙东大道、南接地铁2号线、东靠中环线、西近张江有轨车站，距离东方明珠、2010年上海世博会展区和规划中的迪斯尼乐园均只有20分钟车程，占地面积2500平方米。
博物馆共分三层，分别为展示陈列区、动漫互动体验区以及多功能剧场区。其中，连环画展区陈列的24位中国画坛巨匠的70余幅原作，而动画馆则陈列《孙悟空大闹天宫》、《宝莲灯》、《哪吒闹海》等原稿原画藏品，数量质量均为中国。据了解，这些动漫艺术名作分别选自上海图书馆、上海美术电影制片厂等众多动漫作品收藏机构以及收藏个人。
与一楼浓浓的怀旧情绪不同，二楼的动漫互动体验馆则充满了后现代气息。这里不仅展示了三维技术等当今的动漫新技术，参观者更能通过身体的参与接近动漫的制作和呈现。比如在声优馆，你可以为喜爱的动画作品配音；而在拟音区则陈列了各种拟音道具，也许你从未发现一个竹盘一堆黄豆就能惟妙惟肖地模拟雨声，而马蹄的声音是棒子套上两个切成两半的棒球模拟出来的。通过声光等影音效果，你同样可以身临其境地体验蒂姆·波顿动画作品《僵尸新娘》中的惊悚气氛，或是在“海底世界”中来一场人鱼共欢。除此以外，参观者同样可以在显示屏上给动画小人画表情，或者尽情享受推出的一系列游戏。
三楼的多功能剧场区于2010年04月举行方成作品的展览，同时这里还有一座可以同时容纳200人的3D电影院，可以放映电影，也可举办动漫或多媒体剧演出、电子竞技、专业展会、论坛讲座等活动。
博物馆里藏着足以让动漫迷们兴奋不已的各种“”：国内功能、传统典藏丰富、科技含量高的动漫展馆；国内馆藏真迹多、类型丰富的动漫展馆，其中代表各个时代的各类珍贵原作达800多幅；国内展品展项丰富的专业展馆，汇集了中、美、日、法等及港、澳、台等近40个国家和地区的展品、展项；国内动画拟音器种类全的专业场馆；国内连环画原作多的专业场馆，包括程十发、贺友直等数十位画坛巨匠近80幅原作；国内保存画家手模多的场馆，由国内著名的30多位画家手模组成了国内的手模墙等。
围绕上海动漫博物馆，上海张江地区未来5年将吸引动漫、游戏和数字出版产业为主的企业400家，并由此吸纳就业30000人，实现年产值400亿元人民币。
