吐鲁番博物馆位于新疆维吾尔自治区吐鲁番市最繁华的高昌路西侧，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，是目前新疆地州市中规模最大的博物馆。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。
古尸陈列厅现展出晋——唐时期的千年古尸五具，其中高昌王国侍卫军首脑人物张宁夫妇的干尸最为引人注目，由北京自然博物馆复原的张宁夫妇像形态逼真，栩栩如生。吐鲁番的干尸是由于气候、地理环境等多种自然因素而形成的，它与古埃及以人工方式处理过的木乃伊有着根本的不同，所以说它是珍贵的标本。它对人类学、考古学、医学等学科的研究，特别是对新疆历史的研究有着重要的科学价值。
巨犀陈列馆是于1996年在主馆的基础上扩建而成的一座具有现代化水准的大型展厅，总投资200万元，1997年8月正式对外开放，是目前西北地区最大的自然博物馆。馆中所展天山巨犀化石是1993年兰新铁路复线修筑过程中在吐鲁番东部的飞跃火车站发现的，是陆地上曾经生存过的最大的哺乳动物，它生活在距今2400万年前的渐新世，体长约9米，体重约30吨，该馆的建成和开放丰富了博物馆陈列内容，加深了陈列内涵，形成了吐鲁番一道亮丽的风景线。
除以上三个基本陈列外，吐鲁番博物馆自建馆以来，还先后成功举办了《亲切的关怀--党和国家领导人视察吐鲁番展》、《庆香港回归展》等各类书画、摄影展及其它宣教活动。全馆累计接待国内外观众近50万人次，同时每年组织中小学生来馆学习，并对现役军人实行免票参观，取得了良好的社会效益，先后被命名为地区爱国主义教育基地、国防教育基地等。为繁荣新疆地方特色文化和加强精神文明建设作出了独特的贡献。