Es uno de los mejores museos de caráter provincial de España con una rica colección de arqueología y bellas artes.
Destacan en la sección de prehistoria y arqueología las piezas procedentes de los yacimientos de Atapuerca, dólmenes de la Paramera de Sedano y Clunia.
En la sección de Bellas Artes es excelente la colección de piezas de época románica y gótica. Finalmente se expone una selección de obras de pintores y escultores burgaleses del siglo XVII al siglo XX
