博物馆位于元上都遗址南５公里，乌兰台敖包山东侧半山腰处。博物馆建筑将巨大的建筑体量掩藏在山体之内，与山体相融，并与遗址有着理想的视角和轴线关联，保持了元上都遗址原有的自然风貌。 博物馆的基本陈列展示以“走近元上都”主题思想贯穿其中，通过“打开尘封的记忆”“寻觅往日的风采”“领略科技文化的繁荣”和“今日的金莲川草原”４个部分。展示元上都的兴建、布局、宫殿建筑与辉煌，反映出游牧与农耕两大文明的冲撞与融合及高度兼容并蓄的“二元”城市模式。