在华严寺院内。有四个展室，一个旅游服务部，陈列面积为238平方米，展出历史文物、动植物化石380余件。其中有在大同市新荣区总高墩村发现的长达10余米的恐龙脊椎化石，在大同城西青瓷窑发现的文化遗址模型。馆内还陈列有春秋、战国时代的鼎、壶、戈、剑等，还有从大同东郊石家寨司马金龙墓内出土的文物450余件，其中有一批是极为珍贵、罕见的艺术品。

       馆内长期设有《大同简史陈列》 ，现有陈列展厅五座（利用下华严寺仿古建筑），开辟有《远古的大同》 、 《北魏平城》 、 《辽金西京》三个基本陈列和《历代钱币》 、 《明清瓷器》两个专题展。

       大同市博物馆是中国综合性地志博物馆。大同博物馆始建于1959年，50年的发展使其成为山西省第二大历史博物馆。馆藏珍贵文物3000余件。旧馆位于大同市城内西南隅辽代古刹下华严寺内，展厅逼仄，大量一、二级珍稀文物沉睡库底，不见天日。2006年，在市委、市政府实施“三馆（图书馆、展览馆、博物馆）改造工程”后方迁入新址。2009年1月16日迁址于红旗广场的新馆免费开放。 大同市博物馆是中国综合性地志博物馆。位于大同市城内西南隅辽代古刹下华严寺内。1958年筹建，1959年开放。初名大同市文物陈列馆，1963年改为大同市博物馆。1989年在西门外繁华区展览馆开辟了大同市博物馆二部。全馆占地面积近5000平方米，陈列面积1268平方米。馆藏文物1.3万余件，一级品132件。多数为地方出土文物。

      大同，古称平城。是我国首批公布的二十四座历史文化名城之一。约十万年前这一地区已经有人类活动，东周时属赵；秦汉时称雁门郡平城县；北魏建都平城近百年，平城文化盛极一时；辽代大同划归辽境、金因之，属西京路大同府；元代中书省河东宣慰使司所在地；明清两代的大同府也设置在这里。大同地处中原汉民族与北方少数民族的接壤地，是农耕文化圈与畜牧文化圈的交汇处，古代文化异彩纷呈，灿烂辉煌。使大同地区保留了丰富多彩的多民族的文化遗迹。