Viện Pasteur TP HCM là một trong những di tích kiến trúc Pháp hiếm hoi còn giữ được nguyên vẹn phong cách và cấu trúc sau hơn 130 năm hình thành. Công trình nổi bật với những đặc điểm kiến trúc như cầu thang sắt xoắn ốc, hệ thống cửa vòm điển hình, cùng một tầng bán hầm xây bằng đá chẻ kiên cố, nửa dưới nằm dưới mặt đất, nửa trên nổi lên, tạo sự thông thoáng nhờ cửa sổ song sắt lấy sáng tự nhiên.
Khuôn viên viện còn lưu giữ nhiều ngôi mộ cổ mang dấu ấn lịch sử phong kiến, được khảng định qua các bia mộ khắc chữ, câu đối và chất liệu xây dựng truyền thống. Một ngôi mộ có niên đại khoảng 200 năm đã được khai quật, thể hiện tục lệ táng theo triều đình dành riêng cho tầng lớp vua quan thời xưa, góp phần khẳng định giá trị lịch sử đặc biệt của nơi đây.
Năm 2015, UBND TP HCM đã chính thức công nhận Viện Pasteur TP HCM là di tích kiến trúc nghệ thuật cần được bảo tồn, với ba dãy nhà chính hình chữ U và khu vực sân trước rộng gần 8.600 m2. Các công trình xây mới trong khuôn viên được thiết kế đồng bộ, giữ được màu sơn và bố cục hài hòa với kiến trúc nguyên bản, tạo nên nét đẹp vừa truyền thống vừa hiện đại.
Không chỉ có giá trị lịch sử mà kiến trúc của Viện Pasteur còn là minh chứng về sự giao thoa tinh tế giữa nghệ thuật Pháp và điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng đặc trưng của Việt Nam, thể hiện qua chi tiết như tầng bán hầm giúp thông khí, cùng những lan can chắc chắn và hành lang đối xứng.