Muzeum mieści się w Zamku Sandomierskim. Muzeum gromadzi zbiory w działach: archeologicznym - zabytki z epoki kamienia, brązu, żelaza, średniowiecza po nowożytność z terenu miasta i Sandomierszczyzny, etnograficznym - przedmioty kultury materialnej, duchowej i społecznej mieszkańców Ziemi Sandomierskiej, sztuki - kolekcja malarstwa grafiki i rysunku od XVIII wieku do czasów współczesnych, historycznym - zabytki dokumentujące historię Sandomierza i Ziemi Sandomierskiej oraz muzealia z zakresu nauk pomocniczych historii, tj. sfragistyki, falerystyki, militaria, a także medalierstwo, kartografia i numizmaty oraz literatury - pamiątki po pisarzach, artystach i działaczach kulturalnych związanych z Sandomierszczyzną w przeszłości i współcześnie oraz archiwalia polskich pisarzy emigracyjnych. W pomieszczeniach dawnej kuchni królewskiej prezentowana jest kolekcja wyrobów złotniczych i konwisarskich z różnych renomowanych wytwórni europejskich z terenu Polski, Rosji, Niemiec, Francji, Austrii.
Tzw. szachy sandomierskie zostały znalezione 9 października 1962 r. na Wzgórzu św. Jakuba. Szachy sandomierskie są niemal kompletnym zestawem bierek szachowych pochodzącym ze średniowiecza i z tego powodu odznaczają się szczególną wartością historyczną. Sandomierskie bierki należą do najmniejszych spośród średniowiecznych szachów znalezionych dotąd w Polsce. Ich niewielkie rozmiary (najwyższe mają tylko 2,5 cm) mogą być tłumaczone dwojako. Po pierwsze, szachy sandomierskie mogły służyć do podróży. Po drugie, być może nie mogły być większe ze względu na specyfikę materiału. Część bierek jest wykonana z poroża (zapewne jelenia), natomiast reszta prawdopodobnie z kości jakiegoś dużego ssaka. Konkretne miejsce wykonania szachów sandomierskich nie jest znane, choć wydają się być dziełem italskiego rzemieślnika. Sugeruje to ich charakterystyczny, geometryczny i abstrakcyjny styl.
