در گوشة شمال شرقی باغ نیاوران، بنای کاخ نیاوران با مساحتی در حدود 9000 مترمربع در دو طبقه و یک نیم طبقه احداث شده است.
عملیات احداث این بنا در سال 1337 ﻫ . ش، با طرحی ایرانی آغاز گردید و با وقفه ای که در ساخت آن پیش آمد در سال 1346 به اتمام رسید و در سال 1347 مورد بهره برداری قرار گرفت.
ساختمان این بنا ابتدا به عنوان محلی برای پذیرایی میهمانان خارجی در نظر گرفته شده بود اما در هنگام ساخت به محل سکونت محمدرضا پهلوی و خانواده اش اختصاص یافت. طرح این بنا از محسن فروغی است که توسط شرکت فرمانفرمائیان به مرحله اجرا درآمده است.
طرح چهار ضلعی کاخ و فضاسازی معماری داخلی آن الهام گرفته از معماری ایرانی با بهره گیری از فناوری مدرن است. تزئینات آن نیز تلفیقی از هنر پیش از اسلام و پس از اسلام است که گچبری توسط استاد عبداللهی، آینه کاری توسط استاد علی اصغر و کاشی کاری نمای خارجی توسط استاد ابراهیم کاظم پور و ایلیا انجام شده است. کف بنا از جنس سنگ سیاه و سقف آن از جنس آلومینیوم است که از وسط باز می شود. دکوراسیون و مبلمان داخلی کاخ توسط یک گروه فرانسوی طراحی و اجرا شده است.
طبقه همکف این بنا شامل سرسرای بزرگی است که کلیه اتاق ها در اطراف آن شکل گرفته اند که از آن جمله می توان به سینمای اختصاصی، اتاق غذاخوری، سالن پذیرایی، اتاق انتظار و راهروهای فرعی و همچنین تالار آبی اشاره کرد.
در نیم طبقة این بنا اتاق کار، اتاق کنفرانس و دفتر منشی فرح دیبا ، اتاق خواب لیلا و اتاق ندیمه او قرار دارد.
اتاقی نیز در مسیر راه پله ها قرار دارد که لباس های رسمی و نظامی و مدالها و نشان های محمدرضا پهلوی در آن نگهداری می شوند.
در طبقه سوم اتاق خواب واستراحتگاه نیمروزی پهلوی دوم و همچنین اتاق های فرزندان وی و ندیمه هایشان قرار دارد.
این فضاها با نقاشی ها و فرش هایی گرانبها و هدایای متعددی از کشورهای مختلف پوشیده شده اند.
موزه جهان نما
در سال 1355 شمسی، فضایی در ضلع غربی کاخ صاحبقرانیه جهت نگهداری آثار و اشیاء هنری اهدایی به فرح دیبا و یا خریداری شده توسط وی با چهار سالن در طبقه همکف و یک سالن در زیرزمین در نظر گرفته شد. بر سقف تالار میانی این موزه، نقاشی روی چوب با نقوش گل و مرغ شیراز به چشم می خورد. این موزه در بهمن ماه سال 1376 گشایش یافت.
آثار موجود در این موزه در دو بخش هنر پیش از تاریخ و آثار هنرهای تجسمی معاصر ایران و جهان به نمایش درآمده اند. از جمله می توان به آثار بجامانده از تمدن های باستانی پیش کلمبیایی، مفرغ های لرستان، سفالینه های املش، هنرهای سرخپوستان آمریکای شمالی مربوط به هزاره های اول و دوم پیش از میلاد و آثاری از هنرمندان معاصر ایرانی همچون سهراب سپهری، ناصر اویسی، فرامرز پیلارام، جعفر روحبخش، پرویز کلانتری، بهمن محصص، سیراک ملکونیان، ژازه طباطبایی، مش اسماعیل، پرویز تناولی و هنرمندان غیر ایرانی چون ژرژ براک، پل گوگن، پل کله، پابلو پیکاسو، کامیل پیسارو ، پیر آگوست رنوار ، دیگو جاکومتی، فرنان لژه و مارک شاگال اشاره کرد.
