کاخ ملت (سفید)، در زمینی به مساحت ۲۱۶۴ متر مربع، در دو طبقه، در زیربنایی حدود ۵۰۰۰ متر مربع، ساخته شده‌است. این کاخ، بزرگترین کاخ موجود در مجموعه سعدآباد است، که به‌علت رنگ سفید نمای آن، به کاخ سفید شهرت یافته‌ است. کاخ، شامل ۵۴ واحد مختلف، از جمله ۱۰ تالار تشریفاتی است که وسیع‌ترین آن، تالار کاخ می‌باشد که سفره خانه‌ای به مساحت ۲۲۰ متر مربع دارد. گچ‌بری‌های زیبا و ظریف درون کاخ، کار استادانی چون غلامرضا پهلوان، عبدالکریم شیخان، حسین کاشی و رضا ملائکه است. نمای بیرونی کاخ، به سبک ایرانی- رومی است، که چهار ستون اصلی بزرگ در چهارسوی سرسرا و چهار نورگیر، در اطراف سقف مرکزی می‌باشد. پرده‌های بزرگ نقاشی رنگ روغن، با موضوع داستان‌های شاهنامه که در اطراف نورگیر سرسرای طبقه اول است را استاد حسین بهزاد و شاگردانش، در سال ۱۳۲۰ خورشیدی به پایان رساندند.

بنای کاخ، به دستور رضاشاه، در سال ۱۳۱۰ خورشیدی آغاز گردید و در سال ۱۳۱۵ خورشیدی به پایان رسید. نقشه کاخ، اثر مشترک مهندس خرسندی و مهندس بوزیس روسی می‌باشد. این بنا، علاوه بر آنکه اختصاص به امور اداری و تشریفاتی دوران پهلوی دارد، اقامتگاه تابستانی شاه و همسرش به حساب می‌آمد.

جذابیت اصلی بسیاری از کاخ موزه‌های سعدآباد به دلیل آثار به نمایش درآمده در آن است، اما می‌توان جذابیت اصلی این کاخ موزه را علاوه بر آثار بجا مانده در کاخ، بلکه ساختمان و تزئینات کاخ و روایتی از زندگی خصوصی پهلوی دوم دانست.
مجسمه آرش کمانگیر در مقابل ورودی اصلی کاخ خودنمایی می‌کند. در سرسرای طبقه همکف، مجموعه‌ای از سفالینه‌های ایران، از هزاره چهارم پیش از میلاد تا سده هفتم هجری و همچنین کریستال‌هایی از دوره قاجار نگهداری می‌شود. پوشش دیوار تالارها، از پارچه‌های نفیس ابریشم، اطلس و تافته است. لوسترهای ساخت ایتالیا، فرانسه و چک- اسلواکی، روشنایی بخش تالارهای وسیع این کاخ است. تالار پذیرایی، تالار غذاخوری خصوصی و دفتر کار محمدرضا شاه، تالار انتظار کوچک (ملاقات افراد نظامی با شاه) با تزئینات خاص و اشیا گرانقیمت در هر سالن از فضاهای طبقه همکف است.
در طبقه دوم، اتاق خواب، سالن غذاخوری بزرگ، سفره خانه که بزرگترین تالار کاخ است، تالار نشیمن و استراحتگاه بعد از ظهر در گرداگرد سالنی قرار دارند که سقف آن با نقاشی‌هایی از داستان‌های ایران باستان تزیین شده است. تالارهای بزرگ تشریفاتی کاخ، به سبک اشرافی فرانسه تزئین گردیده ‌است. از با ارزش‌ترین آثار این گنجینه، فرش‌های نفیسی است که نهایت ذوق و هنر بافندگان هنرمندان ایرانی را نشان می‌دهد. بزرگترین فرش این کاخ، ۱۴۵ متر مربع می‌باشد و همچنین میز تحریر موجود در این سفره‌خانه، متعلق به ماری آنتوانت، ملکه فرانسه‌است. به طور کلی، اشیا و تزئینات سلطنتی در همه نقاط کاخ قابل رویت است و در این بین می‌توان فرش‌ها و تابلوهای موجود را بسیار نفیس و متمایز دانست.