甘肃省博物馆是在原“甘肃科学教育馆”的基础上改造建设起来的。1936年，管理中英庚子培款董事会决定补助助甘·宁·青·绥远四省教育事业，在甘肃设立科学教育馆，1939年元旦建成，1949年改名为国立甘肃科学博物馆，建国后称为西北人民科学馆，1956年正式成立甘肃省博物馆，1959年迁新址，即现址。
陈列大楼建于1959年，宏伟端庄，气势壮观。馆址总占地面积7公顷，建筑面积18000平方米，其中陈列室面积13000多平方米，有展览大厅13个，演讲厅1个，休息厅12个。为了甘肃文博事业的发展，国家已拨款五千余万元对大楼中心主体建筑进行维修改造，竣工后的陈展大楼将是集光、电、声控等现代化高科技管理的文物陈列中心。
甘肃省博物馆现有工作人员138人，设历史考古部、自然部、文物修复保护部，观众接待部，图书资料信息中心等业务部室。现有文博研究馆员4人，副研究馆员7人。隶属甘肃省文物局和甘肃省文化厅。
甘肃省博物馆是一个综合性的博物馆，藏品总计140000件。历史文物约占四分之三，多为考古发掘品，以新石器时代的彩陶，西汉时期的铜器，木器与纺织品，魏晋隋唐时期的佛教石刻、造像、经卷、西夏文学，与元明服饰等为主，还有大量的古字画和瓷器，历史文物中的重要藏品有：武威雷台汉墓出土的世界闻名的铜奔马和成组车马俑，汉代医方简，北宋淳化二年（99年）报父母恩重经变绢画，唐大云寺舍利金馆等。
自然标本也较多，主要是甘肃动物、植物、矿物、化石、古生物、古人类化石标本。其中有中国特有珍贵动物熊猫、金丝猴、丹顶鹤标本；有和政对鼻角犀、庆阳五棱齿象、马门溪龙、合水黄河象等古生物化石标本。
现代革命文物、多系反映甘肃在红军长征时期陕甘宁等革命根据地和地下党时期的文件、刊物、用器和武器。
馆内长期固定展览有《甘肃丝绸之路历史文物展》、《嘉峪关魏晋壁画墓》、《黄河古象》、《甘肃少数民族文物展》等。《甘肃丝绸之路历史文物展》中以彩陶、汉简和佛教艺术品为重点。
彩陶。甘肃各地发现的新石器晚期和金石并用时期的七，八种文化类型，基本上都有彩陶出土。如在临洮县城南10公里洮河西岸的马家窟遗址的新石器时代较早期文化层中的公共墓地里，有大批随葬彩陶，它们底色橙黄、表面光泽、外壁多施以黑彩、图形以线条为主，有横、平、斜纹、同心圆、方格网纹、弧线纹、圆点纹、锯齿纹和鱼钩纹等。在临洮县城南15公里处的辛店村东遗址的新石器时代较晚期文化层、出土的一大批彩陶，则以夹砂红褐色陶为主，表面光滑、彩绘多为黑色，间施红色、盛行宽窄复线、黑红相间的带纹、组成回纹、曲折纹、蝙蝠纹、涡纹、画面绘有太阳形及鹿、犬、羊等动物纹饰。在展出的彩陶中有：陇西马家窟类型尖底彩陶瓶，高26厘米，翻沿、长圆腹、尖底、红陶、外壁用黑彩绘平行绘纹，旋涡纹和圆点纹。此瓶是汲水工具，造型别致，极具美感。又如兰州出土的一个彩陶罐，高12.4厘米，盂形，有盖，全施黑彩，盖绘5条宽窄不等的平行带纹，内填竖条和椭圆点，肩绘弧线纹，腹饰平行宽窄带纹，整个器型规整，色泽鲜艳。
还有，如：属仰部文化的庙底沟类型的人头型器、彩陶瓶、鲩鱼纹陶瓶和半山、马厂类型的若干纹彩繁丽，器身巨大的彩陶壶、瓮都是不可多得的珍品。
汉简
是汉代的简册，是用笔书写在木，竹片上的文书。在1930——1931年间，在甘肃北部额济纳河流域（古代泛称“居延”），前西北科学考察团曾在这里挖出汉代木简1万多枚，1972年——1976年，由国家组成的居延考古队，再次在这里挖出木简2万余枚。这些汉简，是汉代张掖郡居延都尉和肩水都尉管辖区内的屯戌文书，大部分属西汉晚期至东汉初年。又如武威出土的汉简，经清理，现存简78枚，牍14枚。木质、单行、墨书、内容多是医方，是我国古代医学家的经验结晶，这些简上的字仍然清晰。陈列中展出了一批字迹清晰的汉简。
佛教艺术品 展出有北朝十六国至隋唐时期的石造像碑、塔，东晋咸安三年款的道行《法句品经》、汉、藏文的敦煌写本佛经，镌刻刻则天延载元年铭文的舍利石函（内置铜盒、锟椁、金棺、玻璃瓶），都以制作精巧或年代久远著称。展出的彩陶、汉简、佛教艺术品三大特色展品外，还武威铜奔马及全部车马俑，以及灵台等地出土的成批西周青铜器等，也极引人注目。
甘肃丝绸之路
历史文物展 系统地反映了甘肃历史发展的概况，突出甘肃新石器时代的各种彩陶文化，丝绸之路咽喉要道——河西走廊出土的汉唐文物，十六国至隋唐的宗教品以及有关中西文化交流的实物，是有鲜明的地方特色。
《黄河古象》 展出1973年春在合水发现的一具剑齿象化石，长8米，高4米，门齿长3米，生长在距今300万年前的早更新世，是目前世界上发现个体最大，保存最完整的剑齿象遣骸。
《甘肃少数民族文物展》 展出了藏传佛教早期的佛像、法器、唐卡及民族服饰文物。甘肃自古就是多民族的聚居地，因此保存下来许多丰富多彩的民族文物。
《嘉峪关魏晋壁画墓》 是以嘉峪关地区搬迁到省博物馆的第五号墓，墓室内有砖画75幅，墓室内有笔法娴熟，色彩绚丽，构图疏密有致的魏晋壁画代表作《武官出行图》，有国家作为邮电标志的《信使》砖画。
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