神木市博物馆于2012年7月正式免费对外开放，建筑面积8600平方米。馆藏文物一万余件，其中珍贵文物968组1122件，一级文物 76组89 件，二级文物129组142件，三级文物763组891件，是西北地区规模和馆藏量最大的一所市（县）级博物馆。馆内设有六大展厅，通过基本陈列、专题陈列和临时展览多角度、多侧面向公众揭示神木及陕北历史文物的丰富文化内涵，展现农耕文化和草原文化交融共进、层叠兴替的发展历程。基本展览有古代文明（先秦、秦汉、唐宋元明清）展，专题展览有恐龙足迹化石展、麟州城与杨家将专题展、汉画像石专题展。

    开馆十余年来，共接待观众82万余人，举办特色临时展览十余场，社会教育活动1000余场次，其中“欢乐大课堂”、“考古体验”、“小小讲解员培训”、“汉字解密趣味课堂”、“我们的节日”、“社团课《神博衍艺》进校园”、“移动博物馆进校园、乡村、社区”等系列主题活动，受到广大公众的喜爱。

    现有干部职工54人（在册职工30人、协管员12人、文化志愿者12人），其中研究生2人，本科学历占99%，队伍年轻，充满活力，具有中级专业技术职称的文博馆员8人，初级职称的文博助理馆员16人，是全方位促进我市文化传承和文化建设成果展示的综合性公共文化和旅游服务机构。

    博物馆现已是中国博物馆协会会员单位；陕西省文物交流协会理事单位；市多个中小学的“德育基地”“思政教学基地”，被榆林市委、市政府授予榆林市“爱国主义教育基地”；被榆林市团委命名为“青少年爱国主义教育基地”；被榆林市委、市政府授予2015-2016年度社会主义精神文明建设“先进集体”；荣获陕西省第一次全国可移动文物普查工作先进集体；先后被神木县经文保大队、榆林市经文保支队评选为“市级平安单位”、“市级消防安全先进单位”；2019年被榆林市委、市政府授予“文明单位标兵”；被神木市文化和旅游文物广电局评为2019年度目标责任考核“优秀单位”；2020年博物馆“移动博物馆—文博志愿者进校园”项目，被中共榆林市委宣传部、中共榆林市委文明办、榆林市志愿者服务总会评为“榆林市最佳志愿者服务项目”；神木市文博志愿服务队被中共神木市委宣传部、神木市妇女联合会、神木市精神文明建设指导委员会办公室评为“优秀巾帼志愿服务队”；被榆林市公安局评为2020年度全市单位内部保卫工作“先进集体”；神木市博物馆志愿者服务队被评为神木市2020——2021年度最佳志愿服务组织。2022年神木市博物馆被命名为“陕西省爱国主义教育基地”。