ويختزن المتحف - الذي افتتح عام 1403هـ - بين زواياه وممراته أسرار ومقتنيات تاريخ محافظة الأحساء، وتحكي أكثر من 1400 قطعة أثرية وتراثية موجودة، إلى جانب الصور والمخطوطات والوثائق التاريخية، والمسكوكات النقدية، فصلًا من حياة وتاريخ المنطقة على مر العصور.
العصر الحجري
ويبدأ المتجول خطواته على أرضية المتحف من العصر الحجري الذي يطل بآثاره وتاريخه المدوّن وأدواته إلى ما قبل 5000 عام قبل الميلاد، من خلال العثور على العديد من الأماكن والمواقع التي تشهد بهذا التاريخ، حيث تشهد القاعة تاريخ الأزمنة الجيولوجية للمنطقة منذ ملايين السنين، إضافة إلى إطلاله لحركة القارات والأزمنة الجيولوجية المتعاقبة وعمر الأرض، وآثار المنطقة في مساحاتها الشاسعة، وأهمية المنطقة الزراعية والتجارية في الخليج العربي وتشكّلها.
كما تشهد القاعة عرضًا لأدوات ومقتنيات ومواقع لفترات العصر الحجري القديم والوسيط والحديث، من أبرزها موقع عين قناص بالأحساء، والدوسرية، حيث عُثر في هذين الموقعين على حظائر ومساكن الأكواخ البدائية، علاوة على مقتنيات أخرى للمتحف، وهي نماذج على تأثر المنطقة بالحضارات المجاورة.
الحياة الفطرية
ويوجد في ساحات المتحف عروض مختلفة للحياة الفطرية في المنطقة الشرقية، تبرز فيها الحياة النباتية الصحراوية والأشجار الحولية والمعمّرة والمشهورة بالأحساء، والحياة البرية ومظاهرها السطحية والحيوانات البرية والكائنات التي تعيش فيها، وكذلك الحياة البحرية وأنواع الأسماك ومصائدها في الخليج العربي، وعرض نموذج مصغّر لإحدى المراكب وأدوات ومراحل صناعتها، إضافة إلى مهنة الغوص والبحث عن اللؤلؤ ومصائده «الهيرات» في الخليج العربي، وتشريح الأصداف، ونماذج لسلال الغوص وموازين اللؤلؤ.
حضارة دلمون
كما يحتوي المتحف على أقسام أخرى للتحف والأثريات وترميمها، وأخرى للمساحة والرسم وأستديو تصوير العصر البرونزي، حيث يتم إبراز مواقع الألف الثالث وأوائل الألف الثاني قبل الميلاد، ومدن العصر البرونزي في شرق الجزيرة العربية، وهو ما يُطلق عليه فترة حضارة دلمون وأساطيرها وظهور رعاة الجمال 1700 ق.م - 500 ق.م «الفترة الآشورية والبابلية المتأخرة».
الفترات الهانيستية
ويعرض في المتحف كذلك معثورات من مواقع العقير والفترات الهانيستية المعاصرة لفترة الجرهاء التي ترجع إلى عصر الجرهاء 400 ق.م - 320 م، إضافة إلى عرض خرائط تبيّن الطرق التجارية البرية والبحرية في الجزيرة العربية وما حولها، كما يتم عرض وإبراز الخطوط واللغات في شرق الجزيرة العربية قبل الإسلام، ونماذج لأنواعها مع عرض لشاهد حجري كُتب بالخط المسند الأحسائي، إضافة إلى نبذة عن الكتابة في التراث الإسلامي وتطورها وأدواتها، كما يبين الفترة الساسانية في شرق الجزيرة العربية 228 – 622 م واتحاد القبائل العربية.