독도를 둘러싼 관련 자료를 발굴 · 수집 · 연구하여 그 결과를 전시 · 관리 · 교육 · 홍보함으로써 영토 수호 의지를 고취시키며 국토 사랑의 산 교육장으로 활용하기 위한 취지에서 삼성문화재단의 후원으로 1997년 8월 8일 개관하였다.
1995년 광복 50주년을 맞아 울릉군이 대지를 제공하고, 삼성문화재단이 건축한 건물에, 고(故) 이종학 초대관장이 30여 년 동안 국내외에서 수집한 자료와 고(故) 홍순칠 대장의 유품 및 독도의용수비대 동지회와 푸른울릉독도가꾸기모임 등의 자료로 1997년 설립되었다.
대지 5,816평, 지하 1층, 지상 2층의 규모이며, 1층의 제1전시실과 제2전시실, 중앙 홀, 휴게실, 2층의 제3전시실과 자연생태 영상실, 전망 로비 등으로 이루어져 있다. 소장품인 지도 및 전적, 문서 등 398종 555점의 자료들은 이종학이 지난 30여 년 동안 국내외에서 수집하여 1차로 국가에 기증한 것들이다.
제1전시실에는 신라시대부터 지금까지 독도가 우리 영토로 표기되어 있는 지도와 전적이 전시되어 있다. 제2전시실에는 청일전쟁 이후의 지도와 전적을 중심으로, 대한제국이 1900년 울릉도를 정식 지방관제에 편입하면서 그 관할구역으로 독도를 명기한 사실, 1905년 러일전쟁 중에 일본이 시마네현 고시 제40호를 통하여 독도를 불법 강점한 과정 그리고 강점 후에도 그들 스스로 독도를 한반도의 부속 도서로 분명히 표기한 지도와 전적, 문서 등이 전시되어 있다.
제3전시실(특별 전시실)에는 한국전쟁에 참전했던 울릉도 청년들이 조직한 독도의용수비대의 활약상과 일본의 독도를 둘러싼 망언과 망상을 담은 사진 그리고 19세기 미국 포경선의 울릉도와 독도 발견을 전하는 항해 일지 등이 전시되어 있다.
자연 생태 영상실에는 동식물과 조류, 어류 등 독도의 생태를 사진으로 게시하고 대형 영상을 통하여 독도의 사계절을 보여 주고 있다.
2001년 제1회 특별기획전 ‘일제의 한국강점 불법성에 대한 남북공동자료전시회’를 개최한 이래 ‘조선해표기 고지도전’(2002년), ‘독도진경판화전’(2004년), ‘울릉도 옛사진전’(2007년), ‘독도박물관의 울릉도․ 독도 고지도 순회전’(2008년), ‘근대 울릉도독도를 조명하다’(2009년) 등 매년 다수의 특별전을 개최하였다. 또 ‘독도를 둘러싼 바다에 대한 한 · 일간의 시각’(2000), ‘울릉도 포럼’(2010) 등의 학술대회를 개최하였으며, 『아름다운 섬, 독도 그리고 울릉도』(2005), 『일본의 독도해양 정책 자료집』(2007) 등을 간행하였다.
독도박물관은 일본의 불법적 독도 침탈의 역사와 끈질긴 침략 근성을 환기시키는 역할을 하고 있는 우리나라 유일의 영토 박물관으로서의 위치를 굳히고 있다.