广州博物馆馆址在镇海楼。
广州博物馆前身是“广州市立博物院”。1928年广州市政府决定在重新修葺镇海楼的同时，以其为院址筹办博物院。1929年2月11日博物院正式对外开放，是我国较早成立的博物馆之一。创办初时陈列较为简陋，以革命纪念物、民俗用品、生物标本、地质矿产标本、工艺美术品为主。不久因战乱关闭。1950年广州市人民博物馆成立，以仲元楼为馆址，当时陈列的主要展品有历史文物、图片、自然科学标本、模型、军用器械等。1952年博物馆迁回镇海楼，并改用现名。
广州博物馆现占地面积4386平方米。陈列展览用房建筑面积2705平方米。展览场地以镇海楼为主体，西侧有1964年建的碑廊和炮座，保存着关于广州历史的碑刻23方，安放有自明崇祯至民国时期广州地区铸造的铁炮和从德国购进的大炮。东侧有1985年建的、与镇海楼风格相协调的仿古建筑一座，楼高两层，作为临时性或纪念性的专题展览陈列室。
目前，馆藏品以新中国成立后广州地区调查发掘的古代遗迹和秦汉以来墓葬出土文物为基础，同时还有向社会征集的城市历史、民俗文化等文物，此外，中山大学容庚教授等文物鉴赏家以及爱国华侨、港澳同胞捐赠了大批文物，大大地丰富了馆藏。现馆藏文物有6万余件（套），分别有青铜器、陶瓷品、书画、玉石器、竹木漆器、丝织印染、民族工艺、外国工艺等10多类，其中以有错金铭文48字的春秋重器“栾书缶”、秦墓出土有“秦王政纪年十四年属邦口口”字样的铜戈、东汉墓出土的陶船、元代铜壶滴漏、鸦片战争时期的《节马图》、中国同盟会会员证、光复纪念茶壶、孙中山手书“志在冲天”横幅等至为珍贵。馆藏古籍文献10多万册，为广东省各博物馆之最，其中以地方史料为主，为研究广东的政治、经济、文化提供了极为宝贵的历史资料。近年来，博物馆加强了对近现代文物的征集，尤其是加大了对民俗文物的征集力度，馆藏品从过去的以古代文物为主逐步向综合性方向发展。
博物馆的主体陈列根据不同时期的要求而设，新中国成立后先后有数次大规模的调整和充实。2007年2月重新布展的《广州历史陈列》，展出重要文物及资料近千件，分南越曙光、南越都城、岭南都会、广州得名、天子南库、南汉国都、三城合一、帝国商行、得风气之先等专题，使观众能直观、形象地了解广州的历史，尤其是展览中呈现的世界上最早使用“舵”的东汉陶船、我国现存的最大最完整的古代计时器-元代铜壶滴漏、现今世界上仅存两枚的威尼斯银币、现今世界上发现的时代最早保存最完整的木构水关遗存-南越国木构水关遗址全景照等37处之“最”的文物（或图照），再现了广州古代文明的辉煌篇章。

广州博物馆