این کاخ زیبا در دو طبقه و به سبک معماری فرانسوی ساخته شد و تنها کاخ قاجاری با سقفی بیضی است که دارای شیروانی و خرپای چوبی می‌باشد.

گچ‌بری‌ها و آیینه‌کاری‌های مشرف به آبنمای قرار گرفته در وسط حیاط، در نوع خود بی‌نظیر می‌باشند. همچنین، آبنمای آبی رنگ بسیار زیبایی به شکل کلاه خود جنگی در مقابل درب ورودی ساختمان بر زیبایی بنا افزوده است. همچنین سرستون‌های پلکانی، گچ‌بری‌های گلویی دیوارهای هر طبقه و تزئینات چوبی این کاخ منحصربفرد است، ستون‌های اطراف پلکان، شومینه‌های از جنس سنگ مرمر و سقف چوبی پرنقش و نگار کاخ مظفری از شاهکارهای بی‌بدیل معماری هستند.

پس از فوت مظفرالدین شاه به تدریج این مرکز به آسایشگاهی برای بیماران ریوی تبدیل شد و بعدها پس از تغییر حکومت، این زمین و ساختمان کاخ بدون استفاده باقی ماند تا اینکه مرحوم دکتر مسیح دانشوری در سال ۱۳۱۰ شمسی یک مدرسه پرستاری در آن احداث کرد و چند سال بعد ساختمان‌های متعددی توسط وزارت بهداری وقت، بعضی موسسات دیگر و اشخاص خیر در محوطه بنا شد از جمله ساختمانی قدیمی که به ساختمان «فخرالدوله» مشهور است و توسط «بانو فخرالدوله» دختر مظفرالدین شاه احداث شده است ایشان بانویی خیر بود و آسایشگاه کهریزک توسط وی احداث گردید. همچنین ساختمان بخش های بیماران مسلول توسط مهندسان آلمانی با معماری خاص طراحی و به شکل بال خمیده ساخته شد.