西北大学博物馆是一所依托学校优势学科和教育资源建立的集人文与自然、艺术与科学、历史与现代为一体的综合型博物馆，位于西北大学太白校区。现有馆藏文物、标本、化石等各类藏品20000余件，已全面向社会公众免费开放。

博物馆自2012年开馆以来充分发挥着西北大学百年薪火相传下的人文与自然学科特色和文物藏品优势，突出“文明之光”主题，以中国西部为区域范围，将巍峨的秦岭山脉进行深入的地质构造研究，从寒武纪大爆发时期古生物化石的发现到古脊椎动物化石的研究，将人类的起源追溯到5.3亿年前，再从地球的远古时期走向地球的近代文明，从生物多样性的演变发展到人类文明的兴起，西北大学博物馆将“科技文明”“生态文明”以及“人类文明”进行独具匠心的展示，让观众于咫尺间，得以窥探亿万年沧海桑田波澜壮阔的地球生命奇观，欣赏万千顷林壑深处绚烂多姿的物种繁衍画卷，触摸千百代华夏腹地史诗般的文明创造菁华，追寻百余载郁郁学府薪火承传的艰苦奋斗历程，倾听一支雄奇大地奏响的生命赞歌。

博物馆以开放的姿态充分发挥博物馆的社会教育功能，多角度、多方式、多侧面地向广大师生及社会观众展示西北大学的教学、科研成果，把收藏保护、科学研究和宣传教育功能进行了有机结合。

目前，博物馆下设5个常设展览分馆（校史馆、地球馆、生物馆、历史馆和贾平凹文学馆）。其中，校史馆以肇始发源、百折不回、旧貌新颜、繁荣发展、奋进新时代、师资队伍建设、文明精粹、国际交流、党的建设与精神文明、英才辈出、殷切期望等11部分内容，展现百廿老校沧桑巨变、杰出人物、丰硕成果和文明校园。

地球馆以“科技文明之光”为主题。陈列内容充分反映了西北大学地质学科的有关研究成果。主要展示了构造地质、早期生命演化、前寒武纪地质、造山带与盆地、新生代地质与环境、含油气盆地地质、油层物理和油藏地质以及黄土研究等诸多专业的研究成果，将秦岭造山带及其资源环境效应、寒武纪大爆发时期古生物化石和古脊椎动物化石等内容运用科技手段进行复原，并分为3个专题进行展出。

生物馆以“生态文明之光”为主题，展示了自1924年西北大学创建生物学科以来的研究成果。陈列内容充分反映了西北大学生物学科专家对我国生态系统的发现、保护、研究的科研历程，是一座具有科学性、知识性、观赏性和趣味性的科普场馆。

历史馆前身是1945年成立的民国政府教育部西北艺术文物考察团文物室，是我国高校中成立时间较早，藏品较为丰富的历史类博物馆之一。多年来，西北大学历史学科坚持长期野外考古，立足陕西，面向西北，将理论与实践相结合，在中国思想文化、中国古代史、西北地区考古和中外文明交往等方面取得了丰硕的成果。历史馆以“人类文明之光”为主题，将科技、文明、生态、历史发展等集成于此，展现陕西及西北地区史前文化发展与文明起源、周秦汉唐盛世文明风貌、中外各族文明交往及西北大学校园考古成果。

贾平凹文学馆坐落于太白校区大礼堂东侧，馆名及设于馆内的贾平凹研究中心均由莫言先生题写。文学馆是集合了以贾平凹和现当代文学为主要对象的学术研究及交流、学刊编辑、创意写作教育、文学展览及文化传播等多种职能的综合性平台。

同时，博物馆还设有“丝绸之路遗珍馆”“侯伯宇先进事迹展览馆”及“宗教美术馆”3个专题陈列。形成了基本陈列、专题陈列和临时展览互为补充的陈列体系。博物馆在未来还将更多人文、自然学科盛宴呈现给社会公众。