공연예술 문화유산에 대한 체계적인 수집 · 보존과 전시 · 교육을 통해 한국의 공연예술에 대한 깊은 이해와 공연예술 체험에 대한 기회를 제공함으로써 한국과 인류의 공연예술문화의 발전을 도모하고자 한다.
공연예술박물관 건물은 1954년에 창립된 국악사양성소가 1967년 12월에 종로구 운니동에서 이곳 남산으로 이전하기 위해 신축된 것이다. 1972년까지 사용하다가 그 후 국립국악고등학교가 이 건물에서 개교하여 1991년 12월 강남구 포이동으로 이전할 때까지 사용하였다. 그 후 1992년부터 2000년까지 국립국어연구원(현 국립국어원)이, 2008년까지는 영상물등급심의위원회가 사용하였다. 한편 2001년에는 건물 내에 국립극장 별오름극장이 들어섰고 2009년 12월에는 건물 전체를 리모델링하여 국립극장 공연예술박물관이 개관하여 오늘에 이르고 있다.
공연예술 자료를 수집 · 보존 · 관리하고 한국 공연예술의 역사뿐만 아니라 공연예술의 의상 · 무대디자인 · 소품 등을 보여주며 이와 관련된 교육 프로그램을 운영하고 있다. 조직은 관장 이하 전시운영팀과 자료관리팀으로 구성되어 있으며 크게 전시와 교육, 자료의 수집과 관리 등의 업무를 수행하고 있다.
한국 공연예술의 역사적 흐름과 변화, 그리고 공연예술의 실제를 중심으로 상설전시실은 연대전시존(zone)과 주제전시존으로 구분하여 관련 자료들을 전시하고 있다. 상설전시의 기법은 자료만을 단순히 보여주는 것이 아니라 연대전시존에서는 근대 이전 공연예술의 등장과 전개, 개화기부터 근대에 이르기까지 협률사와 원각사, 동양극장 등 근대 극장의 설립과 활동, 한성준 등 전통공연문화의 발전에 대한 노력, 조선성악연구회의 조직과 활동, 기생의 등장과 공연예술 문화의 담당, 일본 근대 무용의 유입과 조택원, 최승희의 활약, 일본 내 유학생을 중심으로 한 동경학생예술좌의 활동, 1950년국립극장 설립과 그 첫 공연으로서 「원술랑」 대본, 판소리 중 첫 번째 무형문화재(현, 무형유산)로 지정된 「춘향전」 음반, 한국전쟁과 국립극장의 이전, 국립극장 환도기념 공연으로서 「신앙과 고향」 대본, 현대무용의 발전, 소극장 운동의 전개, 대형극과 총체극의 등장을 다루면서 키오스크를 통해 영상뿐만 아니라 관련 내용들을 확인할 수 있고 근대 시기의 음반작동모형을 조작하여 음악을 청취할 수도 있다. 주제전시존에서는 무대의상, 무대디자인, 무대 미니어처 등 실제 공연예술에 등장하는 유물들을 보여주고 관련 소품들도 직접 가까운 거리에서 확인할 수 있다. 그리고 서항석, 이근삼, 김기수 등 예술인의 방을 통해 예술인의 삶의 모습도 엿볼 수 있다.
공연예술박물관은 상설전시실 외에 기획전시를 통해 특정 주제에 대한 전시가 이루어지고 있으며 아카이브실 안에는 공연감상용 PC와 다인감상실이 마련되어 있어 일반인들이 디지털 공연예술 자료를 직접 검색하고 열람할 수 있다. 또한 공연자료실도 구비하고 있어 공연예술 도서들 외에 공연프로그램, 공연사진, 대본, 무대디자인 등 비도서자료들도 신청하여 열람할 수 있다.
공연예술박물관이 소장하고 있는 자료는 22만여 점이며 이 가운데 영상 음향자료와 사진자료, 공연포스터, 프로그램 등 흥미로운 공연예술자료를 『공연예술디지털아카이브』라는 사이트를 통해 접할 수 있다.
한국 최초로 설립된 공연예술과 관련된 국립극장 소속의 국립박물관이다. 공연예술 자료들의 유실과 멸실을 막고 이를 체계적으로 수집 · 보관 · 관리하여 이를 전통문화유산으로서 보존하여 계승시켜 나가야 하는 사명을 가지고 있다.