Музей создан в 1891 году по решению городской думы, на базе экспозиции выставки, посвященной приезду царевича Николая Александровича.
Общее число единиц хранения – 102 717 экспонатов, геологических материалов – 1635.
Общая площадь музея – 3940 м2,под экспозицией – 2150 м2.
Музейные экспозиции расположены в 25 выставочных залах; геологические материалы представлены в экспозиции «Геология Амурской области».
Сотрудники музея проводят экскурсии, лекции, создают передвижные выставки, участвуют в просветительных передачах по радио, телевидению. Музей регулярно организует и проводит научные конференции, результаты которых публикуются в сборниках научных статей; издает «Записки Амурского областного краеведческого музея».
Уникальным экспонатом музея является метеорит «Усть-Нюкжа». Метеорит был найден в Тындинском районе геофизиками Комплексной поисково-съёмочной экспедиции государственного предприятия «Амургеология».
