Так как посещение Николаевских ванн было второй частью
экскурсии по грязелечебнице им. Семашко, к зданию ванн мы пришли через парк и начали осмотр снаружи. Одноэтажное здание из светлого местного кирпича с белоснежными лепными украшениями выполнено в стиле позднего русского классицизма с элементами ампира и барокко.
Фасады здания отличаются строгой симметрией и изящными архитектурными деталями. Полуколонны, арочные окна и декоративные карнизы создают нарядный облик, а установленные у входа скульптуры Дорифора и Геракла символизируют здоровье и силу.
Здание имеет оригинальную квадратную планировку со стороной 64 метра. В центре расположен кольцевой павильон, соединенный с основным корпусом переходами. Такая конструкция обеспечивала удобное распределение пациентов по кабинетам и оптимальное естественное освещение.