成立于1979年10月，前身是县文化馆考古组。建筑面积2400平方米。该馆现藏文物达4000多件。共分三个部分：

第一部分重点展出：敦煌莫高窟藏经洞（即第17窟）文书。

第二部分重点展出：汉、三国、晋、隋、唐等时期墓葬出土的文物，主要是石碑、石塔、陶盒、陶鼎、镇墓兽、莲花砖、麒麟砖等。其中麒麟砖最为罕见。这是一种高浮雕阳刻，麒麟四蹄凌空，犹如奔腾的骏马昂首嘶鸣。

第三部分重点展出：丝绸锦缎、绢、纱、罗等实物，给"丝绸之路"提供了充分的实物和参证。另外，还展出了"汉简"以及铁、铜工具和兵器，为研究中、西政治、经济、文化交往提供了宝贵的资料。

其中，敦煌历史文物展室2个，展出本地出土收集的珍贵文物2000多件，时代自原始社会至清末，包括各种陶器、写经、货币、石磨、木哭器、砖瓦、铜器、丝绸、珠玉等；汉代长城展以介绍在敦煌境内的汉长城遗址为主，陈列出土的汉简、麻纸、大麦、谷子，烽火台使用的大炬、小炬实物以及汉长城遗址模型；名人书画展室，以敦煌之名人、书画家所留墨迹为主。其中有著名的莫高窟藏经洞出土的"敦煌遗书"和举世罕见的藏文写经，珍贵的古代地理、气象、军事写本等，都是镇馆之宝。