酒泉市博物馆有各类藏品4508件套。其中文物2516件套，主要有：画像砖、铜器、陶器、瓷器、石器、石刻、砖瓦、玺印符牌、钱币、标本化石等。大美酒泉：序厅浮雕采用花岗岩材质，综合雕塑与绘画的技术技巧，按照上北下南的空间构图布局，以酒泉境内的丝绸之路古道为脉络，重点再现了酒泉境内具有代表性的名胜古迹、自然风光、民族风情，以及古今两飞天，新旧两能源。璀璨酒泉：璀璨酒泉展厅主要以图片形式展出酒泉市近年来政治、经济、农业、新型工业、现代服务业、文化旅游、生态、民生保障等方面取得的成果。开疆拓土：开疆拓土展厅主要介绍了酒泉在大汉时期的风采。以两大与酒泉相关的历史事件为主题，一是历史上著名的列四郡据两关，西汉元狩二年前121年，汉武帝派遣骠骑将军霍去病两次出击河西，大败匈奴，收复河西，置酒泉郡、武威郡。10年后前111年，又置敦煌郡、张掖郡，同时设置阳关、玉门关；二是张骞出使西域，在古代长安和罗马之间开通了一条丝绸之路，而酒泉成为了其必经之地。交融世界：交融世界展厅主要展示了酒泉自魏晋至宋元时期的发展变迁、古丝绸之路的繁荣兴盛和敦煌石窟艺术。边塞新生：边塞新生展厅展出三部分内容：一是古城新貌，酒泉自1949年9月25日和平解放后，社会、经济、人民生活等方面发生的变化。二是铁人精神，玉门油田的发展。三是航天伟业，酒泉卫星发射基地的建立和发展。