朔州市汉墓博物馆成立于1999年8月，2008年朔州市委、市政府，加强文化基础设施建设，投资约1亿元，在朔州市振华西街人民公园西侧，新建了朔州市博物馆，博物馆占地面积50亩，总建筑面积19800平方米。主体建筑呈圆柱体型，地上三层，地下一层，一层为公共共用空间，二层、三层为展厅。其立面形象气势恢宏，寓意为滚滚前进的历史车轮，美观大方，简洁明快，富有时代气息。
博物馆共设有4个大型展厅，总面积3456平方米，其中，基本陈列1层两厅，既《朔州古代文明》大型展览，位于三楼。展呈面积为1696平方米，展线长约为820米，共投资1260万元。其内容共分六个单元：第一单元为“史前文明”；第二单元为“烽火迭起”；第三单元为“名人辈出”；第四单元为“营造创奇”；第五单元为“精品荟萃”；第六单元为“边塞要地”。展览遴选了以著名的“峙峪人”文化；战国的“宋子”三孔布币；汉代的“雁鱼灯”；辽代的“佛宫寺应县木塔”和金代的“崇福寺弥陀殿”、“净土寺大雄宝殿”等具有代表性的文化文物精品。共展出各类精品文物572件（组），各种文字、图片、图表731幅，各种人物画像、雕塑、硅胶像57件，大型绘画和场景13组，古建筑模型2座，运用大型幻影成像、360度全息影像、触摸屏、数字放映灯、幻灯、投影等声、光、电高科技手段，以点代面，以物代史，充分展示了朔州人民所创造的辉煌历史和灿烂文化以及朔州在中国历史文化当中所占的独特地位。其中珍贵文物如：雁鱼灯、宋子三孔布币、石镞（石箭头）等，曾赴日本、意大利展出，真品已收藏于国家博物馆。二楼为朔州现代工业发展展示中心，共1层两厅，展呈面积为1696平方米，展线长约为820米。主要展示近年来朔州市经济发展概况，展厅分设：“煤炭工业”、“电力生产行业”、“循环经济”、“沿金产业”、“化学原料和化学制造业”、“医药产业”、“装备制造产业”、“乳品制造业”、“陶瓷制品制造业”、“特色食品产业”十个板块。一层大厅以综合临时展览和各类公共服务等项目为主，于2014年11月27日正式开馆并向社会全面实行免费开放服务。
博物馆藏品主要是通过全市调拨和考古发掘等方式获得，馆藏文物总数约21300件（套），主要为青铜器、瓷器、陶器、玉器、书画、古钱币等。其中一级文物约15件，二级文物约157件，三级文物约300件。博物馆建有约1280平方米的文物库房，配置设施有监控、防盗、门禁、电子巡更等安全技术防范系统。库房内根据不同藏品，配有不同文物储藏设备，达到恒温、恒湿等要求。