Το επιβλητικό κτίριο του τελωνείουσχεδιάστηκε από τον Αλέξανδρο Γεωργαντά και χτίστηκε στα 1859-1861. Είναι διώροφο, χτισμένο με ισόδομη μαρμάρινη τοιχοποιία και λεπτομέρειες από μάρμαρο. Ο όροφος έχει χαρακτηριστικά δίλοβα και τρίλοβα ανοίγματα και τα ακραία τμήματα της όψης τονίζονται σαν πύργοι. Στο κεντρικό τμήμα μια τοξοστοιχία σε πεσσούς με χαρακτηριστικούς θολίτες δημιουργεί στοά. Πλατύ γείσο με πυκνά διατεταγμένους γεισίποδες στη στέγαση. Η μορφολογία του κτιρίου θυμίζει οικοδομές του Σταμάτιου Κλεάνθη (συντάκτη του πρώτου πολεοδομικού σχεδίου της Αθήνας, σε συνεργασία με τον Βαυαρό Ed. Schaubert) για λογαριασμό της Δούκισσας της Πλακεντίας στην Πεντέλη, στις οποίες επιστατούσε ο Α.Γεωργαντάς.
Ένα τμήμα του Τελωνείου καταστράφηκε από τους βομβαρδισμούς του Πολέμου και στη συνέχεια ανακατασκευάστηκε ακολουθώντας πιστά το αρχικό σχέδιο. Στην προκυμαία που κατασκευάστηκε μεταπολεμικά, δένουν σήμερα τα πλοία που απαιτούν τελωνειακό έλεγχο.
Λίγα χρόνια νωρίτερα, στα 1834-1839, χτίστηκαν με κρατική δαπάνη οι αποθήκες διαμετακόμισης σε σχέδια του Ι.Β. Ερλάχερ και με την επιστασία του Βίλχελμ φον Βάιλερ. Το κτίριο, συνολικού μήκους 122 μ., με δύο πτέρυγες σε συμμετρική διάταξη, ακολουθεί την παλαιά ακτογραμμή.Σε κάθε πτέρυγα υπάρχουν επτά αποθήκες. Μπροστά τους υπήρχε στοά με μεγάλα τοξωτά ανοίγματα, που σήμερα έχουν κλειστεί. Οι μαούνες πλεύριζαν στο κτίριο από τη θάλασσα, και ξεφόρτωναν απευθείας στη στοά.
Οι αποθήκες καλύπτονται με κυλινδρικούς θόλους, ιδιαίτερα επιμελημένης κατασκευής, από μικρά τούβλα και λαξευμένους λίθινους θολίτες. Είχαν είσοδο μόνο από τη στοά και τοξωτά παράθυρα στην πίσω πλευρά. Η εξωτερική τοιχοποιία, με μικρές σχετικά πέτρες, ήταν σοβατισμένη. Το γείσο και οι οριζόντιες ταινίες που καταλήγουν στα τόξα είναι από πωρόλιθο. Ο όροφος στο κεντρικό τμήμα του κτιρίου χτίστηκε λίγα χρόνια αργότερα από το ισόγειο ενώ το υπόλοιπο τμήμα του χτίστηκε μαζί με το γειτονικό Τελωνείο στα 1859-61 και ακολουθεί τη δική του μορφολογία.
Από τον μεσοπόλεμο οι Αποθήκες είχαν πάψει να επιτελούν την αρχική λειτουργία τους. Οι διαρρυθμίσεις που έγιναν για την εγκατάσταση δημοσίων υπηρεσιών (λιμεναρχείο, ΤΕΔΚ), εστιατορίου κλπ., δεν έθιξαν το κέλυφος του κτιρίου. Το 1994 δημιουργήθηκε σε τέσσερις αποθήκες τις νότιας πτέρυγας η Πινακοθήκη Κυκλάδων, η οποία φιλοξενεί περιοδικές εκθέσεις και δικές της συλλογές (είσοδος από την πίσω πλευρά του κτιρίου).
Στο κτίριο του τελωνείου στεγάζεται σήμερα η Πινακοθήκη Κυκλάδων.
