수원박물관은 지하 1층, 지상 2층으로 수원역사박물관, 한국서예박물관 등 2개의 상설전시관과 특별전시실로 구성되어 있다. 오감으로 즐기고 배우는 어린이체험실, 다채로운 교육 프로그램 등이 운영되고, 소장유물은 수원지역에서 발굴된 유물, 구입 및 기증받은 유물 등으로 48,000여 점을 소장하고 있다.
수원역사박물관은 수원의 유구한 역사와 문화를 과거·현재·미래의 시점과 주제별로 구성하였으며, 크게 네 부분으로 구성된 전시관은 ‘수원의 자연환경’, ‘선사·역사시대의 변천사’, ‘수원로의 개설’, ‘60년대 수원 만나기’, ‘근대 수원의 문화’로 과거의 역사와 문화뿐만 아니라 현대의 발전하는 역동적인 수원의 모습을 다양하게 보여주고 있다.
한국서예박물관은 지방자치단체에서는 최초로 건립한 서예 전문 박물관으로, 우리나라 서예사를 한눈에 살펴볼 수 있다. 전시는 유물의 시기와 특성에 따라 각각의 전시 주제로 구성되어 있고 조선시대 사랑방이 재현되어 있다. 중요 작품으로는 영조와 정조가 쓴 어필첩 등이 있다.