Bảo tàng có diện tích trưng bày 2.000m2 bao gồm 1.300 hiện vật gốc và 500 tài liệu khoa học. Các hiện vật trưng bày được thể hiện qua 8 chuyên đề: Tự nhiên Bình Dương, Bình Dương thời tiền sử đến thế kỷ thứ 16, Bình Dương thời kỳ khai phá lập làng, cộng đồng văn hóa các dân tộc, Bình Dương thời thuộc Pháp, kháng Pháp, thời kỳ chống Mỹ, Bình Dương trên đường hội nhập và phát triển và các ngành nghề truyền thống ở tỉnh Bình Dương.
Đây là nơi lưu giữ một khối lượng hiện vật rất phong phú, có giá trị về lịch sử, văn hóa và khoa học. Đó những di sản văn hóa vật thể có giá trị vô cùng quý hiếm từ khi xuất hiện cuộc sống sơ khai của con người như: Bộ sưu tập bát bồng gốm ở di tích Cù Lao Rùa, bộ sưu tập trống đồng, công cụ dệt vải của di tích Phú Chánh, bộ sưu tập rìu đồng, khuôn đúc đồng, bộ rìu đá của di tích Dốc Chùa ....Hay những hiện vật Dân tộc học đặc sắc như: Thuyền độc mộc, xe ngựa, cối xay lúa, cối giã gạo… đến những bộ sưu tập của các ngành nghề thủ công truyền thống tỉnh Bình Dương.
Bên cạnh đó, những hiện vật có thể khối lớn được trưng bày ngoài trời như: Máy bay trực thăng, xe tăng, súng thần công...đã bổ sung liên hoàn, hữu ích cho hệ thống trưng bày chính trong Bảo tàng.
Hằng năm Bảo tàng đã tiếp nhận được nhiều hiện vật và tài liệu quý do nhiều đơn vị, cá nhân trao tặng hoặc cán bộ của Bảo tàng sưu tầm, làm cho Bảo tàng phong phú hơn về nội dung. Chính vì vậy, nhiều trường học trong tỉnh và ngoài tỉnh đã tổ chức cho học sinh, sinh viên đến tham quan Bảo tàng, xem Bảo tàng Bình Dương là một điểm đến trong chương trình học ngoại khóa. Bảo tàng Bình Dương là một địa chỉ văn hóa để khách tham quan từ các nơi đến và thưởng thức tinh hoa văn hóa truyền thống của người Bình Dương.