Preus museum holder til i fjerde etasje i Magasin A på Karljohansvern. Den tidligere marinebygningen ble oppført på 1860-tallet som lager, og museumsrommene ble tilpasset av arkitekt Sverre Fehn før åpningen i 2001. Kombinasjonen av den store teglbygningen og den moderne museumsinnredningen er en tydelig del av besøket.

Museet forvalter en omfattende norsk og internasjonal samling av fotografier, kameraer og annet fotohistorisk materiale. Basisutstillingen følger fotografiets utvikling fra tidlige tekniske og vitenskapelige eksperimenter til nyere bildepraksis. To gallerier brukes til temporære utstillinger innen fotografi og visuell kunst.

Preus museum har også et fagbibliotek og et nasjonalt senter for fotokonservering. Disse fagfunksjonene gjør museet til mer enn et visningssted og forklarer hvordan fotografier blir samlet inn, undersøkt og bevart. Utstillingsprogrammet skifter gjennom året, så innholdet ved et besøk avhenger av aktuell periode.

I juli er museet åpent tirsdag til søndag fra klokken 11 til 16. Inngangen er tilnærmet terskelfri, men ytterdøren er tung. En ringeklokke ved døren er koblet til sentralbordet, og museet har utlånsrullestol og HC-toalett. På grunn av byggets utforming må rullestolbrukere ha med egen ledsager.