La Casa Ayora es un edificio de dos plantas entre medianeras que ocupa una parcela rectangular de 16x45metros, con un patio en la parte trasera. En su origen fue un convento dominico que posteriormente se convirtió en la vivienda particular de una rica familia de comerciantes.

El objetivo es la rehabilitación de la casa y su acondicionamiento para uso museístico. Desde el principio la premisa es dejar que el edificio dialogue y cuente su historia, rescatando mediante rigurosos trabajos de restauración cada una de sus huellas, a fin de poder apreciar con claridad las diferentes etapas históricas del edificio, que se convierte así en un museo de sí mismo. En la fachada trasera se anexa un volumen exterior como nuevo núcleo de comunicaciones y servicios del museo. Tras la necesaria rehabilitación estructural, un equipo formado por arquitectos, arqueólogos y restauradores estudiaron y proyectaron cada uno de los paramentos —suelos, techos y muros— como si fueran planos independientes. La intención es modificar lo menos posible la distribución interior de espacio, por lo que la actuación se centra en la rehabilitación y puesta en valor de lo existente. De especial valor son los papeles pintados del art decó, así como los suelos de baldosa hidráulica, ambos muy bien conservados, que atestiguan la incorporación a la arquitectura doméstica de las nuevas tendencias decorativas europeas.

A fin de mostrar el máximo respeto histórico, en aquellos elementos que no forman parte del conjunto existente se utiliza un lenguaje totalmente diferente, con materiales neutros como el vidrio, el acero y la madera. Se facilita así al visitante la lectura del edificio, diferenciando aquello que forma parte de su historia de las actuaciones posteriores.

El nuevo módulo exterior ocupa volumétricamente el espacio de las antiguas cocinas, demolidas por su estado ruinoso. Y, buscando la simetría que tuvo la fachada trasera con otro volumen lateral, su huella se marca en el suelo mediante luces. En un intento de diálogo con el antiguo edificio, la fachada del nuevo volumen se construye con ladrillo cerámico macizo, material tradicional que conversa con el establo existente en la parte trasera del patio. Mediante la combinación de distintos aparejos, la fachada establece un juego de luces y sombras que permite lecturas diferentes del edificio por el día y por la noche. En el jardín, antiguo huerto trasero, la variedad de tratamientos del pavimento conforman diferentes espacios. Barro cocido, terrizo y piedra son atravesados por una acequia que riega lo que se proyecta como una reinterpretación del huerto valenciano con unas luminarias diseñadas especialmente para el proyecto.