En la cueva de Altamira, cerca de Santillana del Mar, las pinturas rupestres de la Edad de Piedra fueron descubiertas en 1879 y desde entonces el número de visitantes fue creciendo hasta poner en peligro su conservación. Cerradas desde 1977, estas representaciones figurativas de bisontes, caballos y ciervos han podido ser contempladas desde entonces por tan solo 35 personas al día, lo que llevó a plantear en 1992 la construcción de una réplica en las inmediaciones que permitiera su difusión entre el gran público. A unos cien metros del emplazamiento del original, el edificio se implanta en la ladera opuesta de la colina, fuera del área impluvial de la cueva para evitar alteraciones de humedad que puedan afectar a las pinturas. Nuevas plantaciones de robles, pinos, abedules y avellanos separan el original de su réplica, al tiempo que ponen de manifiesto la voluntad de restituir el paisaje que guía la propuesta.

Para no perturbar la panorámica de la loma, la construcción nace y se hace desde el suelo, manipulando y restituyendo el trozo de colina en la que se asienta. Para minimizar su impacto visual, el extenso programa se divide así en dos cuerpos —correspondientes a la zona de exposición y al centro de investigación— que repiten con sus cubiertas ajardinadas el perfil de la ladera. El centro de investigación se ubica sobre la réplica de las pinturas en un cuerpo de proporciones casi cuadradas que converge con tres galerías desplegadas a distinto nivel donde se ubican los fondos expositivos, la cafetería, la tienda y un pequeño salón de actos. Una serie de lucernarios lineales emergen paralelos a las curvas de nivel, como si la corteza vegetal hubiese sido cuidadosamente levantada para introducir la luz del norte en las salas excavadas en la roca. En el punto de unión entre ambos volúmenes se ubica la entrada, conectando con el camino que recorre la cota inferior de la parcela y termina en un aparcamiento oculto entre el arbolado.

Mediante un código de colores, la construcción hace explícita esta operación de corte y restitución de la topografía que es el museo. El ocre de los paneles sandwich de aluminio se asocia al espesor de la capa de tierra levantada, el rojo delimita las superficies seccionadas, los muros de mampostería de piedra dorada que cierran la réplica y delimitan las terrazas al aire libre se remiten al estrato rocoso excavado, y la cantería de grandes piezas verticales que acota las salas del museo habla de la delimitación espacial, de un lugar cercado, recreando con esta estrategia cromática la tectónica geológica que sustenta conceptualmente el proyecto.