巴彥淖爾市地質博物館是我市第一個面向公眾開放的自然科學博物館。地質博物館于2011年6月底完成全部布展工作，博物館建筑面積3000㎡，布展面積達到4100㎡。2011年7月3日在巴彥淖爾地質公園開園揭碑后，博物館正式對外開放。博物館共分3個展廳。

一樓恐龍王國展廳主要介紹巴音滿都呼地區恐龍和恐龍足跡。分別布展介紹了巴彥淖爾恐龍；恐龍之名的由來；恐龍的分類；最早恐龍的發現；恐龍的繁盛；恐龍滅絕假說等。實物布展有恐龍模型、恐龍化石及恐龍互動游戲。4D動感影院通過在視覺、聽覺、觸覺等方面的多種先進技術，給觀眾以逼真震撼的視聽感受，地臺沙盤展示了巴彥淖爾交通、水利、能源、地形、地貌等。

二樓地質公園展廳主要介紹公園的地質特征和河套文化。以實景形式對各大園區進行展示：有石林、丹霞地貌、烏梁素海、烏蘭布和沙漠、三盛公水利樞紐工程、黃河公路大橋等。地球廳形象的將地球演變的歷史比作24小時，介紹了各個階段生命的形成演化，通過投影設備太陽系八大行星軌跡及各大行星體積、溫度等。衛星影像地臺展示了黃河流經巴彥淖爾市的途徑和能體現河套人民戰天斗地改變農耕灌溉條件而人工挖掘的總干渠（二黃河）。展示巴彥淖爾河套文化有陰山巖畫、漢代古陶、宗教寺院、秦漢長城、河套特產等。

三樓礦產資源展廳主要介紹巴彥淖爾市礦產資源。主要介紹礦產的概念、礦產的分類、互動項目，巴彥淖爾礦產資源類型及儲量。實物布展有各類礦產標本，增設了觀賞石展廳從我市觀賞石文化產業的發展來看，觀賞石以其天然性、藝術性、趣味性、稀有性、科學性和區域性等諸多特性，而具有不可估量的藝術價值、觀賞價值、科學價值、收藏價值和經濟價值。

目前，根據國土資源部《關于開展第六批國家地質公園申報審批工作的公告》（2011年第24號公告），國家地質公園評審委員會于2011年11月11日-14日組織召開了第六批國家地質公園資格評審會。根據評審結果，2012年4月23日國土資源部授予巴彥淖爾地質公園建設國家級地質公園資格。地質博物館于2012年12月被自治區旅游局評定為AAA級旅游景區。