1989年建成，占地9亩，由主馆和巨犀陈列馆两部分组成，总建筑面积2000平方米。吐鲁番博物馆设施齐全，有现代化的安全保卫设施，有封闭式大透明展柜，有齐备的讲解员队伍。现有藏品3287件，其中国家一级文物135件，二级文物260件，三级文物640件。该馆设计风格独特，厚朴凝重，突出了西域地方民族特色和历史沧桑感。全馆根据不同的需求分为接待大厅、吐鲁番出土文物陈列厅、古尸陈列厅、巨犀陈列馆、展览厅、库房等多个部分。吐鲁番出土文物陈列厅展出文物近300件，其中国家一级文物28件。所展出的文物主要有以红色彩陶和素陶为代表的，有着明显地方特征的早期文化遗存；大量的丝织品是丝绸之路上的典型文物，有锦、绢、纱等各类品种，十六国时期的共命鸟纹刺绣、唐代的花鸟纹锦等都是稀世之宝；举世闻名的吐鲁番出土文书有契约、籍帐、官府文书、私人信札等，是研究魏晋南北朝隋唐史的重要资料，粟特文、回骼文、梵文等古代少数民族文书是研究少数民族古文字的珍贵资料。