يتكون قصر المربع من طابقين بُنيا على الطريقة التقليدية، حيث يوجد وسط القصر فناء تفتح عليه جميع الغرف. وقد بني القصر بالمواد المحلية، فأقيمت جدرانه من اللبِن (الطين المخلوط بالقش والمجفف في أشعة الشمس) وأُسست قواعده من الأحجار المحلية، وعلى أعمدة من الحجارة الدائرية المثبتة بالجص تستند سقوفه من خشب الأثل وجريد النخل. وقد خلا القصر من الزخارف الفخمة المتكلفة باستثناء بعض الزخارف البسيطة التي زينت أسواره الخارجية في أشكال مثلثية جمالية، كما نقشت جدران غرفه المطلية بالجص بزخارف هندسية غائرة، وزينت أخشاب سقفه ونوافذه بالأشكال الهندسية البسيطة الملونة. وقد أُعيد ترميم قصر المربع وأُصلحت الأجزاء المتداعية منه، لإعادته إلى الوضع الذي كان عليه في أواخر عهد الملك عبدالعزيز، كما تم تأثيثه بالطريقة نفسها التي كان عليها في الماضي.
