大同市博物馆最早为大同市文物陈列馆，成立于1959年；1963年正式更名为大同市博物馆。大同市博物馆馆历经半个多世纪，馆址历经下华严寺、展览馆西厅、大同十中天文楼。新馆于2010年5月18日开工建设，2014年12月31日开馆迎客。总投资4.9亿元，占地面积51556平方米，建筑面积32821平方米。大同市博物馆下辖九座分馆：辽金元民族融合博物馆、大同红色记忆馆、古代铜造艺术博物馆、明堂遗址博物馆、北朝博物馆、魁星文化博物馆、平城记忆馆、梁思成纪念馆、魏碑书法家张霭堂故居纪念馆 ，现有馆藏文物17万余件，其中珍贵文物3000余件（套）。2020年，大同市博物馆入选“第四批国家一级博物馆名单”。2022年，入选国家文物局指定第三批涉案文物鉴定评估机构名单。

1、华严寺琉璃鸱吻

大同博物馆收藏了两件‌华严寺‌薄伽教藏殿的‌辽代‌琉璃鸱吻，这两件琉璃鸱吻是辽代的原物，目前是中国仅存不多的辽代琉璃原物之一。

2、琉璃犼

流畅线条勾勒的精美龙形，美到令人窒息。

3、陶连枝灯

汉代灯具，外形别具一格，充满历史韵味。

4、北魏石制柱础

四龙首尾相连，工艺之精湛令人叹为观止。

5、小蓝瓶

虽小但颜色绝美，北魏蓝的独特魅力尽显。

6、北魏石武士

饱满的臀肌，展现古代武士的雄健与力量。

7、依仗兵马俑

司马金龙墓出土的，有263个，很是壮观

8、平城瓦当

大同又名平城，这个瓦当也相当有意义

9、北魏镇墓武士俑

面部造型很奇特，号称博物馆最丑的藏品

10、镇墓兽

凶猛的面相，与武士俑风格相呼应，守护着古墓的安宁。