Muğla kent merkezinde Müştakbey Mahallesinde, Konakaltı Kültür Merkezi’nin yanında ve Adliyenin arkasında yer alan eski cezaevi binasından oluşmaktadır. Müze, açık avlulu ve iki katlı dikdörtgen bir plana göre inşa edilmiştir. Müzeye, antik kalıntılar ve heykellerin yer aldığı bir bahçeden geçilerek girilmektedir. Müzede; Arkeoloji, Etnografya, Gladyatörler ve Doğa Tarihi salonları yer almaktadır. Müze, Türkiye’de açılan ilk Doğa Tarihi Müzesine ev sahipliği yapmaktadır.

Turolian Parkı Doğa Tarihi Salonu: 1993 yılında Muğla’nın Menteşe ilçesine bağlı Özlüce Köyü’ndeki Kaklıca Tepesi yakınlarında çobanlar tarafından birtakım fosiller bulundu ve ardından müze müdürlüğüne haber verildi. Bu alanda üç fosil yatağında bulunan fosiller inceleme altına alındı ve bu fosillerin dokuz milyon öncesinde yaşamış olan canlılara ait oldukları anlaşıldı. Bunun üzerine hemen kazı çalışmalarına başlandı. Yapılan kurtarma kazıları sonucunda yer altından zürafagiller, boynuzlugiller, gergedangiller, hortumlu memeliler, domuzgiller, atgiller ve etçil hayvan fosilleri ve çeşitli bitki fosilleri çıkarılmıştır. Fosillerde yer alan bu canlılar, Doğu Asya’dan başlayıp İspanya’yı da kapsayan geniş bir coğrafyada yaşamışlar ve zaman içerisinde yok olmuşlardır. Bu fosiller ilk kez İspanya’nın Tervel Havzasında bulundu ve bu yüzden bu döneme “Turolian” adı verilmektedir. Kazılar sonucunda çıkarılan bu fosillerin, 1994 yılında Muğla Müze binasında sergilenmeye başlamasıyla birlikte müze ziyaretçilere açılmış ve müzenin en ilgi çeken bölümü Turolian Parkı Doğa Tarihi salonu oldu.

Etnografya Salonu: Muğla Müzesi’nde ziyarete açık olan diğer bir bölüm de Etnografya Salonudur ve bu salon 12 Aralık 1995 tarihinde ziyarete açıldı. Bu salonda Muğla’nın çeşitli yörelerinden Cumhuriyet döneminden günümüze kadar kullanımda olan giyim kuşam aksesuarları, kap kacaklar, günlük kullanım eşyaları ve dokuma ve marangozluk meslekleriyle ilgili araç ve gereçler sergilenmektedir.

Arkeoloji Salonu: Muğla Müzesi içerisinde bulunan Arkeoloji Salonu, müze bünyesinde 1997 yılında açıldı ve bu salonda, Muğla kent merkezi, Muğla’nın Kavaklıdere, Yatağan ve Ula ilçelerindeki kazılardan elde edilen arkeolojik kalıntılar sergilenmektedir. Müzenin kapalı alanında yer alan bu kalıntıların çoğu Yatağan’daki Stratonikeia antik kentinin kazıları sonucunda elde edildi. Ayrıca Yatağan’da bulunan Lagina ve Sedir Adası’nda yer alan antik Cedrae kentlerinin kalıntıları da bu müzede sergilenmektedir.

Gladyatörler Salonu: Müzenin son bölümü Gladyatörler Salonu olup bu salon 2007 yılında ziyarete açılmıştır. Bu salonda, Stratonikeia antik kentinin kazılarında bulunan yedi adet gladyatör mezar steli bulunmakta olup bu mezar stelleri üzerinde gladyatör dövüşlerinde ölen kişilerin betimlemeleri yer almaktadır.