우리나라의 문화유산 자료를 수집, 보존, 전시하고 이들을 조사 연구하여 문화, 예술 및 학문의 발전과 교육에 이바지하는 것을 목적으로 설립되었다.
1984년 10월 27일 2호관 5층(약 63평)에서 박물관을 개관하였다. 이후 1991년에는 2호관에서 6호관으로, 1996년에는 6호관에서 지산도서관으로 이전하여 오늘에 이른다. 2002년 12월문화관광부에 박물관 등록(제260호)을 하였고 2004년에는 국가문화유산지원사업에 선정되기도 하였다. 2010년에는 30주년 기념관이 완공되면서 대학사전시관과 연결갤러리 및 역사기록실을 갖추게 되어 박물관의 양적, 질적 성장을 거두게 되었다.
전시실은 역사박물관, 대학전시관, 연결갤러리로 구성되며, 유물은 고서화, 고문서, 토기, 자기 등 총 6,332점(2011년 6월)이 소장되어 있다. 역사박물관은 토기실, 자기실, 고서화·고문서실, 동정기념실, 원정기념실 등 5개의 전시실로 이루어져 있으며, 특히 고서화·고문서실에는 유성룡의 친필, 허유의 석란도, 간재집 목판, 흥선대원군의 간찰(簡札) 등을 관람할 수 있다. 그리고 동정기념실과 원정기념실에는 각각 서예가 동정박세림과 원정김창한이 기증한 작품들이 전시되어 있다.
대학전시관에서는 설립자를 비롯한 대전대학의 과거와 현재 그리고 미래를 보여주고 있으며 도서관과 30주년기념관을 이어주는 연결갤러리는 기획전시실로 활용되고 있다.
첫째 소장유물의 80%이상이 뜻있는 분들이 본교의 발전과 학생들의 문화교육에 보탬이 되길 바라면서 기증하신 유물로 구성되었다는 점이다. 둘째, 전시유물 중 간재집 목판 2,680여 점은 매천황현선생과 함께 한말의 양대 학맥을 이룬 간재전우선생의 문집원판으로서 그 역사적 중요성이 커 다른 박물관에서는 쉽게 볼 수 없는 귀중한 자료이다. 셋째, 학교의 설립과정에서부터 발전사와 현황 그리고 미래상을 일목요연하게 정리한 대학사전시관을 구성한 것이다.
전시외에도 사회교육의 일환으로 1997년부터 지역주민과 학교구성원을 대상으로 매년 2회의 문화유산탐방을 실시하고 있다. 이 행사는 주변의 유적지를 안내자의 자세한 설명과 함께 탐방하고 있어 참가자들로부터 큰 호응을 얻고 있다. 또한 역사에 관심이 많은 고등학생이나 교사, 노인, 소년소녀 가장 등 다양한 층을 대상으로 문화유산탐방을 진행하고 있으며, 인근지역 유치원 및 초,중고교생들의 단체관람교육도 꾸준히 이루어지고 있다.