철이 인류문명에 끼친 영향과 유기적 관계를 나타내는 유․무형의 유산을 수집, 보존, 연구, 해석하는 등 혁신적인 박물관 활동을 통해 지역 사회에 이바지하기 위해 설립되었다. 설립목적을 달성하기 위하여 철박물관은 소통, 상상, 환경의 3가지 핵심 가치에 기초한 활동을 추구한다.
세연문화재단(世淵文化財團)은 동국제강㈜ 창업자 장경호(張敬浩)의 넷째 아들 장상철(張相哲)의 유지로 설립되었다. 세연문화재단이 운영하는 철박물관은 1999년 12월 29일 제2종 박물관 ‘세연제철자료관’으로 문화관광부에 등록하고 2000년 7월 21일 개관하였다. 2000년 12월 30일 제1종 박물관 ‘세연철박물관’으로 변경등록 하였으며, 2004년 7월 6일 현재의 ‘철박물관’으로 다시 명칭을 변경하였다.
2002년부터 전통 제철 기술 복원실험을 실시하여 조상의 뛰어난 제철기술을 재현하기 위해 노력하고 있으며 제철유적지에 대한 고고학적 자료를 지속적으로 수집하고 있다. 현재 경주황성동(慶州隍城洞), 화성기안리(華城旗安里), 진천구산리(鎭川九山里), 충주노계리(忠州老溪里), 경주용명리(慶州龍明里) 유적지 등 제철 관련 유구 7기를 이전․보관하고 있다. 그리고 2001년과 2002년 철박물관이 위치한 충북 음성군과 충주시 앙성면의 야철지를 조사하여 25곳의 제철관련 유적지를 확인하여 보고서를 발간하였다.
개관 초기부터 철(금속)의 성질과 특징을 관람객이 좀 더 쉽게 이해할 수 있도록 교육프로그램과 문화행사를 기획 운영하고 있다. 교육프로그램으로는 창작활동을 통한 창의성 개발을 위해 ‘공예교실’, 박물관 문화학교인 ‘철문화 체험 교실’ 및 ‘칠보교실’과 문화유산보존처리를 직접 체험하는 ‘나는야 문화재의사’가 있으며, 산업과 환경에 대한 인식을 높일 수 있는 ‘정크 아트’, ‘병뚜껑 자석만들기’, 제강원리를 쉽게 알아보는 ‘양초 만들기’, 연철조각을 이용한 ‘호루라기만들기’ 등이 있다.
박물관 문화행사는 정서 함양과 문화 향유의 기회를 제공하고자 온 가족이 함께 하는 ‘세연음악회’와 ‘박물관 어린이 그림그리기 대회’를 매년 개최하고 있다.
지역박물관의 역할과 임무를 충실히 수행하기 위해 한국박물관협회 및 국제박물관협의회(ICOM) 등 국내외 박물관 관련 기구에 가입하여 정보 교류와 박물관 전문가 훈련에도 중점을 두고 있다.
박물관 부지 125,099㎡에 지상 2층의 연면적 4,832㎡의 전시장이 있으며 4,000여 점의 자료를 소장하고 있다. 상설 전시로는 철의 기원을 알 수 있는 운석과 철의 제련, 세계의 기술 발달 연표, 근대 이후의 철문화를 보여주는 민속자료와 어린이들이 즐기면서 철의 성질을 이해할 수 있도록 ‘펀 스틸(Fun Steel)’ 코너가 마련되어 있다. 야외 전시로는 조선 후기 제철유적인 경주용명리(慶州龍明里) 제철로가 이전복원되어 있으며, 1966년 국내에 최초로 도입되어 대한민국 제강산업을 선도한 동국제강㈜ 부산공장에서 사용했던 15톤 전기로를 비롯하여 제강공정에 필요한 대형 기기과 제품들이 전시되어 있다. 또한 철을 소재로 한 다양한 예술 작품들도 박물관의 전시장과 야외에서 볼 수 있다.
부속 시설로는 정평(正平) 도검장이 있어 전통 도검의 제작과 소장이 가능하다. 그 외 학술세미나와 숙박을 위한 교육관이 있어 박물관 관련기관의 연구 활동 장소로 활용되고 있다. 그리고 장상철이 소장했던 300여 점의 분재를 관람할 수 있는 분재원이 있다.
철관련 고금의 자료수집과 보존뿐만 아니라 정기적인 문화․예술 활동을 통해 지역사회의 문화․휴식공간으로서의 박물관 역할을 담당하고 있다.