汉画像石专题展厅的主要陈列就是汉画像石，汉画像石原为雕绘并举之作，但因其色彩极易脱落，在全国范围内发现的画像石中，多数未能反映其艺术全貌，曾一度被列为“雕刻”范畴，然而陕北神木大保当画像石不仅雕刻精美，而且表面绘有的赤、黑、绿灯色彩保存完好。

大保当出土的画像石较多，由于这些汉画像石所在的地方都位于长城之外，处于毛乌素沙漠边缘地带，因此具有明显的地域特征，融入很多匈奴等少数民族的文化因素。画像石一般是由横楣石、左门柱、右门柱、左门扉、右门扉组成。展厅还为大家展出了汉画像石墓群分布的沙盘，整体来说，神木境内汉画像石墓群相对较少，能保存下来更显得弥足珍贵。

汉画像石，实际上是汉代地下墓室、墓地祠堂、墓阙和庙阙等建筑上雕刻画像的建筑构石，是伴随着汉代厚葬之风应运而生的，它刻画内容生动丰富，可以说几乎涵盖了当时物质文化和精神文化的全部，通过汉画像石我们可以了解汉代社会的方方面面。所属建筑，绝大多数为丧葬礼制性建筑，因此，本质上汉画像石是一种祭祀性丧葬艺术。汉代工匠以石为地，以刀代笔，绘画和雕刻并用，谱写了神秘飞动、博大精深、突显大汉气韵的史诗。画家赞其“禀三代钟鼎玉器雕刻之工，开两晋唐宋绘画之先河”。所以，画像石不仅是汉代以前中国古典美术艺术发展的颠峰，而且对汉代以后的美术艺术也产生了深远的影响，在中国美术史上占有承前启后的重要地位。