대성동고분군과 김해 지역의 유적과 유물을 발굴 · 연구 · 관리 · 전시함으로써 금관가야의 문화와 사후관을 재현하고 역사 교육의 장으로 활용하기 위해 설립되었다.
1999년 가야종합정비사업의 일환으로 추진되다가 2001년에 대성동고분군 정비사업이 승인되어, 같은 해 대성동고분박물관 공사가 착공되었다. 2003년 7월에 준공되어 8월 29일에 개관하였다. 그리고 기획전시 및 사회교육의 활성화를 위해 2009년 8월에 기획전시관을 증축 개관하고 상설전시관의 일부 시설을 리모델링하였다.
상설전시관 1동에서 유물들과 영상시설물들을 설치․ 전시하고, 기획전시관 1동에서 매년 1회 기획전을 개최하며, 야외에 노출전시관 1동과 대성동고분군을 정비하여 관람토록 하고 있다. 연구 사업으로 해마다 학술발굴조사를 실시하여 가야와 김해의 역사와 문화를 밝혀 줄 실마리를 제공하고 있다. 금관가야 유적인 봉황동유적과 대성동 · 양동리고분군, 조선시대 관방유적인 분산성봉수대 등 중요한 고고학적 발굴조사를 실시하였다.
교육사업으로는 가야토기만들기, 활쏘기체험, 가야퍼즐맞추기 등 가족단위의 역사문화교육을 매년 개최하고 있다.
조직은 관장 아래에 박물관운영계로 일원화되어 있으며, 시설관리 및 방호, 소장유물 및 유물수장고 관리, 유물대여 · 기탁 · 국가귀속유산 관리 등의 업무를 분담하고 있다.
65만㎡의 부지에 토기 50점, 고지도 1점, 전시복제품 181점을 소장하고 있으며, 보관관리관청인 경상남도로부터 위임받은 국가귀속유물 1,493점을 관리 · 보관하고 있다. 중요 유물로 김해 대성동고분46호 출토 동복과 옥장 등 대성동고분군 3·4차 발굴유물들과 김해 율하리 · 본산리유적 출토유물, 그리고 김해부내지도 등이 있다.
상설전시관은 도입의 장, 개관의 장, 고분의 장, 교류의 장, 문화의 장으로 공간으로 구성되어 있다. 도입의 장은 관람객의 전시관람을 돕기 위한 정보 검색 및 안내 · 휴게 · 체험의 공간으로, 박물관 전시자료 검색기와 3D영상을 관람할 수 있는 이미지월, 작은 도서관 등이 설치되어 있다. 개관의 장은 철을 기반으로 성장한 금관가야의 기상과 이를 이어 받아 향후 동북아시아의 경제적 중심지로 발전할 김해의 미래상을 보여 주는 공간으로, 기마인물과 가야무사를 재현한 인물상과 전투지 등을 형상화하였다. 고분의 장은 대성동고분군에서 발굴된 목관묘와 목곽묘를 실제 크기의 매장 당시 모습으로 재현하여 금관가야의 고분문화와 사상을 이해하기 쉽게 꾸민 전시공간이다. 교류의 장은 대성동고분군에서 출토된 외래계 유물을 통해서 당시 금관가야의 대외 교류에 관한 이해를 돕는 전시공간으로, 금관가야가 철을 생산하여 교역을 하는 과정을 축소모형으로 전시하고 있다. 문화의 장은 금관가야의 순장풍습(殉葬風習)과 금관가야의 쇠퇴에 영향을 미친 고구려군과의 전쟁모습을 모형으로 연출함으로써 전시 스토리를 마무리한 공간이다.
주요 전시기법으로 대성동57호분에서 조사된 금관가야 여성을 관람자가 보는 위치에 따라 인골 또는 여인의 모습으로 보이도록 한 렌티큘러(Lenticular)영상물이 있다.
노출전시관은 대성동고분군의 북쪽 구릉말단부에 위치하며, 대성동29호분과 39호분을 발굴당시의 모습 그대로 복원 전시하고 있다. 대성동29호분은 규모가 대형분에 해당하고, 다량의 철기 · 토기류가 부장되는 등 왕묘로써의 위상을 지니고 있다. 이 대성동29호분을 일부 파괴하고 대성동39호분이 조성되는데, 대성동29호분은 3세기말, 대성동39호분은 4세기말에 해당되어 두 무덤간 약 100년의 시간차가 난다.
금관가야전문박물관의 역할을 충실히 수행할 수 있도록 전시 · 교육 · 연구에 관한 제반시설들을 갖추고 있으며, 기획전시와 사회교육, 그리고 학술발굴조사 등을 통해 일반인들에게 금관가야의 유구한 문화를 향유할 수 있는 기회를 제공하고 있다.