Das Keramion wurde 1971 nach Plänen des Kölner Architekten Peter Neufert erbaut. Dabei ist die Dachkonstruktion des Rundbaus das prägende Element. Der Stahlbetonschalenkörper besteht aus einer einschwingenden, kreisförmigen Schale mit einem Durchmesser von 32 Metern. Aus ihr stülpt sich über einen parabelförmigen Innenbogen ein nach oben auskragender Aufsatz. In ihn ist eine Lichtkuppel von 5 Metern Durchmesser integriert. Im Zentrum ruht das dünnwandige Dach auf fünf sich stark verjüngenden Pilzstützen, welche im Untergeschoss als Rundstützen ihre Fortsetzung finden. Neufert gestaltete diese Silhouette in Form einer Töpferscheibe, die den inhaltlichen Bezug des Keramikmuseums deutlich machen soll.
Durch zwei Leitwände, jeweils mit blauen bzw. grünen glasierten Platten verkleidet, wird der Besucher über eine langsam ansteigende Terrasse zum Eingang geführt. Die Leitwände setzen sich im Inneren des Hauses fort. Der eher distanziert wirkenden Vorderansicht steht eine völlig andere Wirkung im Inneren gegenüber. Hell, leicht und geradezu mediterran empfängt der obere Ausstellungsraum mit seiner Rundumverglasung aus Wand hohen Glassegmenten den Besucher. Er öffnet sich nach Süden unverstellt in eine Grünanlage, deren Geländestrukturen und Baumgruppen der Architekt mit geplant hat.
Im Untergeschoss erhält der erste Ausstellungsraum Tageslicht durch die Lichtkuppel und ist von der Rundkonstruktion geprägt. Ein zweiter nachträglicher rechteckiger Ausstellungsraum wird durch künstliche Beleuchtung erhellt.
Die historische Abteilung im KERAMION zeigt ein Stück rheinischer Keramikgeschichte: In Frechen sind Töpfereierzeugnisse gefertigt worden, die als Pingsdorfer Ware, Rheinisches Steinzeug und Irdenware von Niederrhein bekannt sind.
Archäologische Ausgrabungen von Brennöfen und Fehlbränden aus Frechener Töpferwerkstätten dokumentieren eine lebhafte Handwerkertätigkeit vom 13. bis 20. Jahrhundert.
Auf einer Freifläche werden einzelne Konvolute aus Töpfereikomplexen vorgestellt.
Hinter dieser Töpferindustrie und dem Handel bis nach Übersee verbergen sich Namen und Daten von 600 Kannen- und Düppenbäckern sowie 70 Kaufleuten.
Bartmannkrüge aus Steinzeug vom 16. bis 19. Jahrhundert und bleiglasierte, farbig bemalte Bildschüsseln des 18./19. Jahrhunderts sind typisch für die hiesige Produktion.
Nach der Industrialisierung Mitte des 19. Jahrhunderts wurden vor allem Kanalisationsrohre und in den 1920/30er Jahren in einer der Röhrenfabriken auch Bau- und Feinkeramik gefertigt.
