Музей истории и археологии Среднего Урала представляет экспозиции и выставки, рассказывающие об истории Урала с древнейших времен до современности.

Экспозиция «Древняя история народов Урала» охватывает исторический период от появления человека на восточном склоне Урала 14 тысяч лет назад до XV века. Посетитель может побывать в пещере с палеолитической живописью, увидеть очаг жилища неолитического человека, познакомиться с обрядом захоронения в эпоху энеолита и в конце экскурсии увидеть древние вещи глазами современного археолога.

Экспозиция «Шигирская кладовая». Главной достопримечательностью экспозиции является памятник истории мирового значения — самая большая и самая древняя известная человечеству сохранившаяся деревянная скульптура — Большой Шигирский идол. Она была извлечена в конце XIX века при золотодобыче рабочими приисков на Шигирском торфянике (район г. Кировграда). Было установлено, что уральский идол в два раза старше пирамид и фараонов — его возраст 9,5 тысяч лет.

Экспозиция «На одной земле под одним небом». Представлены этнографические коллекции музея.

Экспозиция «На путях в Сибирь» и «Горный мир» — представлена история Урала с XV до сер. XIX в. Повествует об освоении Урала русскими первопроходцами и становлении Урала как промышленной доминанты сибирского пространства России. Отдельные темы посвящены истории сибирских дорог, путешественникам и исследователям Сибири и Урала, личностям, сыгравшим в истории Урала ключевое значение: В.Н. Татищеву, В. И. де Геннину, Демидовым, Яковлевым, Турчаниновым, открытию на Урале первого русского золота, уральским старообрядцам и т. д.

Зал памяти Романовых. Экспозиция повествует о годах царствования Николая II — времени великих социальных потрясений, подробно освещает тему расследования обстоятельств гибели последнего российского императора и его семьи, представляет уникальные материалы, посвященные этим поискам, ведущимся с 1919 года по сей день. Ключевыми экспонатами являются подлинные предметы из дома инженера Ипатьева, в котором в ночь с 16 на 17 июля 1918 года погибла царская семья.

Экспозиция «Урал — фронту. Великая Отечественная война». Представлены образцы вооружения и обмундирования времен войны, коллекция орденов, знаки отличия, наградное оружие.