삼국시대 이래 전략의 요충지였던 한강 유역과 고려 · 조선의 왕도를 포용하는 지역으로서 경기도에 산재해 있는 우수한 문화유산을 수집 · 관리 · 전시 및 연구하여 경기도 문화의 정체성을 확립하고 역사의 산 교육장으로서의 역할을 담당하기 위해 설립되었다.
경기도박물관은 1993년 2월에 착공되어 1996년 6월 21일에 개관되었다. 도립 박물관으로는 제주도에 이어 두 번째로 설립되었다. 이후 2008년 3월 1일 경기문화재단 소속으로 변경되었다.
건물은 지상 3층, 지하 1층으로 수원성을 형상화한 현대식 건물이다. 내부 시설로는 7개의 전시실을 비롯하여 유물 수장고 · 연구실 · 강당 · 보존 과학실 등이 있다. 부대시설로는 야외 전시장 · 팔각정 · 인형 극장 · 주차장 등을 갖추고 있다.
기구는 관장 아래 행정지원팀과 학예 연구실을 두고 있다. 학예 연구실은 학예팀, 유물관리팀, 교육교류팀으로 나뉘어 조직되어 있다. 행정지원팀은 관리 행정 업무를 담당하며 학예 연구실은 소장 유물의 보존 관리 및 전시, 유적의 발굴조사, 자료의 수집과 연구 그리고 국가유산에 대한 사회 교육 활동을 맡고 있다.
총규모는 부지 15만 5,344㎡(4만 6,991평), 연건평 1만 153㎡(3천 71평)이며, 전시실 규모는 1,100평으로 자연사실 · 고고미술실 · 문헌 자료실 · 민속생활실 · 서화실 · 기증 유물실 등 6개의 상설 전시실과 1개의 기획 전시실이 있다. 야외 전시장에는 고인돌, 삼국시대 주거지 등 비교적 규모가 큰 유물이 전시되어 있고, 기획 전시실에서는 주제별 종류별로 특별 전시가 개최되고 있다. 소장 유물은 초조본 대방광불화엄경 주본 권1(국보, 1990년 지정), 이경석 궤장 및 사궤장 연회도 화첩(보물, 1987년 지정), 천태사교의(보물, 1990년 지정), 진언권공(보물, 1990년 지정), 심대 호성공신교서(보물, 1993년 지정), 조영복 초상(보물, 1999년 지정) 등을 비롯하여 3,500여 점에 이른다. 이 중 890여 점을 전시하고 있으며, 연구 도서도 5,000여 권을 확보하고 있다.
전시는 경기도의 역사와 문화, 자연과 관련된 내용을 유물 전시와 함께 영상 · 모형 · 디오라마(diorama) 등의 다양한 전시 기법을 활용하여 관람 효과를 높이고 있다. 특히 각 전시실에 설치된 터치스크린(touch screen)과 중앙 홀의 화상 정보 검색실에서는 경기도의 주요 국가유산과 소장 유물에 대한 각종 자료를 제공하여 학습 자료로 활용될 수 있도록 하고 있다.
개관 첫해에는 사라져 가는 우리 전통 북을 복원 · 제작하여 ‘한국의 전통북’에 대한 기획전을 개최하였다. 그리고 파주 주월리에 대한 발굴 조사(1996.10.11.∼1996.12.8.)를 실시하여 원삼국시대 주거지를 비롯하여 100여 점의 유물을 수습하였다. 이 유적지는 임진강 유역의 역사 시대 성립과 변천을 밝히는 귀중한 자료로 평가되고 있다.
지방 박물관으로는 전국 최대 규모이고, 지리적으로 한국민속촌 · 에버랜드 · 화성(華城) 등과의 문화 벨트를 형성하는 중심지에 위치하여 보고, 배우고, 즐기는 종합적 문화 공간이다.