吐鲁番被誉为世界上最富有的露天考古博物馆之一，博物馆的馆藏非常丰富，规模仅次于自治区博物馆，馆藏文物6000余件，其中一级文物近百件，在自治区博物馆收藏的西汉到唐代，也就是丝绸之路昌盛的1000多年之间的文物，80%以上都来自吐鲁番。

吐鲁番博物馆创始于1956年，随着我国博物馆事业的发展，三易其址才形成现今之规模，成为集典藏、陈列、征集和研究人类文化遗产实物的国家二级博物馆。

吐鲁番博物馆现址位于吐鲁番市木纳尔路和沙河子路交界处，于2006年12日正式破土动工。占地面积为13291.3平方米，展览面积达4126平方米。共设有10个展厅，目前开放通史、古生物、文书、干尸、4个展厅。新馆于2009年下半年对外开放。

吐鲁番博物馆现址位于吐鲁番市木纳尔路1268号。吐鲁番博物馆新馆是吐鲁番地区2006年的重点工程，经过三年的积极筹备，完成了选址、整体设计、资金筹措、招标建设单位等工作，于当年9月8日举行开工奠基仪式，12日正式破土动工。吐鲁番博物馆、培训中心工程规划占地30亩。工程总面积17570.01平方米，博物馆工程建筑面积13291.3平方米，展览面积达4126平方米，三层，局部地下室，框架结构。在博物馆东北角，设有一座观光塔，塔高56m。培训中心建筑面积4278.71平方米，四层，局部地下室，框架结构。