구석기시대 이래 강원특별자치도 지역의 문화유산을 보존하여 전시하고, 학술조사 연구와 문화 교육을 수행하기 위해 2002년 10월에 개관하였다. 첨단 전시시설과 보존설비체계를 갖추었으며 부대시설로 강당을 비롯하여 야외공연장, 동시통역이 가능한 세미나실, 체험학습실, 어린이문화사랑방, 도서실이 있다. 건축가 임채진이 설계한 박물관 건물은 2003년 한국건축가협회가 수여하는 ‘올해의 우수건축물’로 선정되었다.
전시실은 4개의 상설전시실과 2개의 기획전시실, 야외 전시장으로 이루어져 있다. 1층에 선사실과 고대실이 있고, 2층에 상설전시3실과 4실, 기획전시실들이 있다. 1층의 선사실에는 구석기시대부터 청동기시대까지 강원도 내에서 출토된 고고학 관련 유물이, 고대실에는 동예부터 삼국, 통일신라, 후삼국시대에 이르는 시기의 유물이 전시되어 있다. 2층의 상설전시3실에서는 「한송사지 석조보살좌상」(국보, 1967년 지정) 등 강원도에서 출토된 불교 관련 유물과, 금강산ㆍ관동팔경ㆍ곡운구곡 등 강원도의 명산을 그린 회화, 조선왕실 관련 유물들을 전시하고 있다. 상설전시4실에는 강원 지역 출신이거나 강원도를 중심으로 활약한 역사적 인물들과 민간생활과 관련 있는 유물과 자료들이 전시되어 있다. 기획전시실에서는 개관 기념전으로 ‘우리 땅, 우리의 진경’(2002)을 연 이래, ‘구도와 깨달음의 성자(聖者), 나한’(2003) 같은 특별전과 함께 강원도의 역사와 문화를 시군 단위로 재조명하여 ‘영월’ ‘동해ㆍ삼척’ 지역 특별전을 개최한 바 있다. 야외 전시장에는 강원도 지역에서 발견된 고인돌, 석탑, 장명등, 석인상 등의 석조 유물이 전시되어 있다.
전시 외에 음악회ㆍ연극ㆍ영화 상영 등 다양한 문화행사를 하고 있으며, 어린이ㆍ청소년ㆍ성인ㆍ노인ㆍ장애인ㆍ군인 등을 대상으로 교육 프로그램을 운영하여 복합문화공간으로 기능하고 있다. 또한 도록ㆍ보고서ㆍ자료집 등의 출판활동과 학술조사와 발굴, 연구사업을 병행하고 있다.