고고 · 역사 · 미술 · 공예 · 민속에 관한 자료를 조사 · 발굴 · 수집 · 연구 · 복원 · 보존처리 · 보관 · 진열 · 전시하여 교직원 및 학생의 관람과 교육 연구자료로 제공하고, 우리 역사문화의 이해와 계몽에 기여함을 목적으로 한다.
1970년 9월 27일 대학본부 2층에 종합박물관과 농과대학에 농업박물관이 설치되었다. 1971년에는 충청북도 출토 매장문화재(현, 매장유산) 보관 관리기관으로 지정되었으며, 이후 대청댐수몰지구 문화유적 발굴조사를 시작으로 중원지역의 매장유산 조사를 주도하며 연구와 전시를 통해 대학박물관의 기능을 충실히 하였다.
1977년 충북대학교가 종합대학으로 승격되면서 충북대학교박물관으로 명칭이 변경되었다. 1990년 대학본부에서 32동으로 이전하였으며, 2000년에는 문화관광부로부터 제1종 박물관으로 등록되었다. 2005년 옛 대학 본부 건물로 이전 · 개관하여 오늘날에 이르고 있다.
약 800평의 독립건물과 3,000평의 야외전시장에 국가지정유산, 발굴매장유산 등을 포함하여 약 5만여 점의 유물을 소장하고 있으며, 대표적인 국가지정유산으로는 ‘김길통좌리공신교서’(보물, 1981년 지정), 1979년 국가민속문화재(현, 국가민속문화유산)로 지정된 ‘청주출토순천김씨의복및간찰’ 등이 있다. 특히 충북대학교박물관은 오랜 기간 구석기유적에 대한 조사를 중점적으로 실시하여 많은 구석기시대 유물을 소장하고 있으며, 우리나라 구석기문화의 성격규명 및 학문적 체계화에 크게 기여하였다.
구석기문화를 살펴볼 수 있는 1전시실에는 청원 두루봉 동굴유적(1976∼1983년), 청원 샘골 유적(1978년), 단양 수양개 유적(1983∼1985년), 단양 구낭굴 유적(1986·1988·1998년), 옥산면 소로리 유적(1997∼1998·2001년), 청주 봉명동 유적(1998년), 청주 율량동 유적(2003년) 등 충북대학교박물관에서 조사하여 발굴한 유물들이 전시되어 있다. 즉 구석기시대 유적 출토 ‘흥수아이’ 등의 인골, 주먹도끼 · 슴베찌르개 · 긁개 등의 석기, 곰 · 하이에나 · 원숭이 · 쌍코뿔이 등 동물화석, 뼈연모, 고대벼 등 1,300여 점의 유물들을 체계적으로 전시하여 구석기문화를 쉽게 이해하도록 하였다.
제2전시실은 신석기시대부터 조선시대까지의 유물을 전시한다. 충주 조동리유적과 단양 수양개유적, 충주 금릉동유적, 청주 신봉동유적 등에서 출토된 발굴유물과 신상정, 이세근 등의 기증유물 및 박물관 소장유물 430여점을 시대별ㆍ유적별ㆍ유형별로 전시하고 있다. 또한 임진왜란 전후의 복식유물과 1979년 국가민속문화재로 지정된 순천김씨묘 출토 한글편지도 전시 하고 있다.
박물관 앞에 마련된 야외전시장은 제천 황석리 선돌, 제천 방흥리 고인돌, 승주 우산리 고인돌, 통일신라시대 석불, 고려시대 3층석탑, 조선시대 5층 석탑, 남석교 석조기둥 등 석조물 약 70점을 전시하고 있다.
교육 사업으로는 각 학문 분야의 전공학자를 초빙하여 ‘박물관 교양강좌’ 및 ‘박물관 특별강좌’를 운영하고 있으며, 일반인 대상 교육프로그램으로는 ‘박물관대학’을 운영하고 있다. 특히 1995년에 개설된 ‘박물관대학’은 충북지역에서는 최초로 우리의 전통문화에 대한 문화운동의 일환으로 개설되어 운영하고 있다. 이 밖에도 방학 때마다 어린이와 청소년을 대상으로 하는 체험 위주의 교육프로그램을 수행하고 있다.
조직은 관장 아래 학예연구실과 서무실로 구성되어 있으며, 고고 · 역사 · 인류학 · 미술 · 민속 등 다양한 분야에 속하는 자료수집 · 발굴조사 · 연구, 소장유물 및 국가귀속유물 관리, 수장고 관리, 시설관리 등의 업무를 분담하고 있다.
우리나라의 구석기문화로 특성화된 박물관으로서 주목받고 있으며, 사회교육 활동의 활성화를 통해 대학 교육과 더불어 어린이 · 청소년 · 일반인들에게도 우리의 전통문화를 향유할 기회를 제공하고 있다.