ساخت آرامگاه حکیم عمر خیام در سال 1341، پس از سه سال کار پی در پی به پایان رسید و در آن زمان انجمن آثار ملی متولی ساخت بناهای آرامگاهی مفاخر ایرانی از جمله این آرامگاه بود. فرم معماری این آرامگاه بر قابلیت های سازۀ فلزی با پوشش بتنی خود متکی است که تکنیکی مدرن در ساختمان‌سازی به‌شمار می‌آید، اما این فرم یادآور نظم هندسی حاکم بر گره‌های تزئینی معماری ایرانی نیز هست؛ به ویژه که با پوشش کاشی‌های معرق بر سطح آن رنگ و بوی بیشتری از معماری ایرانی به خود می‌گیرد. در تزئینات کاشی‌کاری این یادمان آرامگاهی از خط نستعلیق استفاده شده و ابیاتی از رباعیات خیام به تصویر درآمده است.
در نمای بیرونی یادمان، بیست رباعی با خط شکستۀ نستعلیق و به صورت درهم، توسط استاد مرتضی عبدالرسولی نگاشته شده و میان آنها با کاشی‌هایی با نقوش انتزاعی پر شده است. در این بنا برای اولین بار از خط شکسته در کتیبه‌ها استفاده شد که خود با روحیۀ مدرن بودن فناوری ساخت بنا همخوانی دارد. در سطوح داخلی نیز نقوش گل و برگ و پیچک به چشم می‌خورد که سیحون انتخاب آنها را نیز متناسب با روحیۀ شاعری خیام معرفی کرده است.
رنگ فیروزه‌ای که یکی از رنگ‌های اصلی در تزئینات معماری ایرانی است، به عنوان رنگ زمینۀ کاشی‌ها انخاب شده است و به عنوان رنگ غالب در بنا دیده می‌شود. انتخاب این رنگ با توجه به هدف معمار در الهام گرفتن از معماری ایرانی، انتخابی شایسته است. همچنین قرار گرفتن کاشی‌ها در میان سطوح پر و خالی که هندسۀ حجم بنا پدید آورده، به حضور رنگ فیروزه‌ای در کل بنا توازن بخشیده است.
