Nevşehir’e bağlı, Nevşehir-Niğde karayolu üzerinde, Nevşehir’e 29 kilometre, Niğde’ye 50 kilometre mesafede olan Derinkuyu ilçesinde yer almaktadır. Müze, 1963 yılında tesadüfen bulunup, 1965 yılında ziyarete açılmıştır.

Yeraltı şehrinin ne zaman kurulmaya başlandığı hakkında kesin bir tarih verilemezken; Protohitit, Hitit, Roma ve Bizans dönemlerinde kullanıldığı belirtilmektedir. Kapadokya Bölgesi’nin özellikle Hıristiyanlığın kabulünden sonra sık sık saldırılara uğraması nedeniyle insanların, can güvenliklerini sağlayabilmeleri adına yeraltı yerleşimlerini oluşturdukları düşünülmektedir.

Günümüzde gezilebilen alanı 2.500 metrekare olan yeraltı şehrinin sekiz katı temizlenmiş olup, bütünüyle kaç katlı olduğu, ne kadarlık bir alana yayıldığı ve derinliği kesin olarak bilinmemektedir. Yeraltı şehrinde bulunan 52 havalandırma bacası ve su kuyusu dikkate alındığında, derinliğin 40-85 metre arasında değiştiği ölçüldmüştür. Yerleşimin, yaklaşık 3.000 ile 5.000 kişiyi barındırabilecek kapasitede olduğunu belirten kaynaklar mevcuttur.

Derinkuyu Yeraltı Şehri’nde karmaşık kat sistemi mevcuttur. Örneğin, birinci kattan başlayan, ikinci ve dördüncü katı birbirine bağlayarak devam eden koridor, üçüncü kata ulaşmamaktadır. Yeraltı şehrinin doğusunda bulunan üçüncü kata ikinci ve beşinci kattan ulaşılırken, dördüncü kat birinci ve beşinci katla bağlantılıdır. Kat sistemi beş, altı, yedi ve sekizinci katlarda daha nizamidir.

Derinkuyu ve Kaymaklı gibi tipik yeraltı şehrinde girişler yüzeyde gizlidir. Yeraltı şehirlerinin çoğunun özgün girişleri korunamamıştır. Yeraltı şehirlerinin özellikleri arasında olan yakın çevredeki evlerle bağlantı, Derinkuyu’da Durmuş Kadir evinde de tespit edilmiştir. Yeraltı şehrinin birinci katında ahır, şaraphane, misyoner okulu ve vaftizhane bulunmaktadır. Ahır bölümü, iç içe iki mekandan oluşmakta ve içerisinde hayvanlar için su ve yem konulması amacıyla oyulmuş küçük çukurlar yer almaktadır.

Ahırın devamında iki bölümlü şaraphane (şırahane) bulunmaktadır. Üst katta küçük bir tekneden ibaret üzüm ezme yeri vardır. Bu bölümün tavanında, teknenin ortasına denk gelecek şekilde açılmış, yaklaşık bir metre çapında delik bulunmaktadır. Bu açıklıktan içeriye dökülen üzümler ezme teknesinde toplanmaktadır. Çıkartılan üzüm suyu, ezme teknesinin zemininde bulunan taş oluk vasıtasıyla aşağıda bulunan ikinci tekneye akmaktadır. İkinci tekne sol köşesinde yer alan bir olukla, tabanı sıvalı bir küpe bağlanmaktadır. Bu işlemlerle elde edilen şıra, fermantasyondan (mayalanma) geçirilerek şaraba dönüştürülmektedir.

Ahırdan uzanan 15,4 metre uzunluğundaki koridor vasıtasıyla misyoner (rahipler) okuluna geçilmektedir. Dikdörtgen planlı okulun kuzey duvarı 12 metre, güney duvarı 11 metre uzunlukta olup genişliği 4,4 metredir. Kuzey ve doğu bölümleri daha düzgün ve oyuntusuz olan okulun, güney ve batı bölümlerinde okul işlevine hizmet eden birimler bulunmaktadır. Okulun giriş bölümü üzerinde, zemin oyularak yapılmış 2,0 x 2,20 metre boyutlarında, yaklaşık kare planlı bir vaftizhane bulunmaktadır.

Yeraltı şehrinin ikinci katının gezilebilen bölümleri, oturma odası olarak kullanılan mekanlar, yeraltı şehrinin günümüzdeki girişi, mutfak ve ilgili birimler, şaraphane, erzak depolarını içermektedir. İkinci katta mutfak olarak kullanılan bölüm yaklaşık 6x4 metredir. Mutfağın ortasında 0,70 metre çapında bir tandır, duvarlarında ise erzak ya da mutfak malzemelerini koymaya yarayan nişler görülmektedir. Mutfağın hemen yanında iki bölümden oluşan ve bir oluğu bulunan ikinci şaraphanenin doğusunda hem şaraphane hem de mutfakla bağlantılı, üzümlerin ve şarapların depolandığı birim olarak kullanıldığı düşünülen, 5x3 metre boyutlarında bir odaya ulaşılmaktadır. Mutfağın doğusundan başlayan 5,40 metre uzunluğundaki koridor erzak depolarının ve oturma odalarının bulunduğu alana gitmektedir.

Üçüncü katı, yeraltı şehrinin tüm katlarına inen bir havalandırma bacası oluşturmaktadır. Yeraltı şehrinin dördüncü katında, oturma-yatma odaları ve erzak depoları bulunmaktadır. Derinkuyu Yeraltı Şehri’nin birinci katından başlayan ve ikinci katına giden tünel, güneye doğru kıvrılarak çıkış güzergahında bulunan dördüncü kata inmektedir. Dördüncü kattan başlayan 16 metre uzunluğundaki başka bir koridor beşinci kata inmektedir.

Beşinci katta ise sahanlık, havalandırma bacası, bağlantı odalar ve beşinci katı yedinci kata bağlayan tünelin başlangıcı bulunmaktadır. Üçüncü kattan başlayan 19 metre uzunluğundaki tünel, beşinci katın güneydoğusuna ulaşmaktadır. İki kişinin yan yana duramayacağı genişlikte olan tünel, insanların hareket etmesini zorlaştıracak derecede basık ve kıvrımlıdır. Tünel girişinin 3,40 metre ilerisinde bir sürgü taşı bulunmaktadır. Tipik bir yeraltı şehrinde bağlayıcı tüneller, belli bir mesafe sonrasında geniş bir alanda birleşmektedir. Bu birleşme alanlarının bir dağılım noktası ve bir merkez olduğu düşünüldüğünde, beşinci kat, Derinkuyu’nun dağılım merkezidir. Kat merkezi 3,12 x 3,38 metre boyutlarında olup daireseldir. Bu kattaki havalandırma bacasının güneyinde, batıya doğru kıvrılarak havalandırma bacasına inen ve tehlike anlarında kullanılmak üzere yapılmış bir acil çıkış bulunmaktadır.

Altıncı kat, beşinci katı yedinci kata bağlayan 46 metre uzunluğunda, 107 merdiven basamaklı, ikisi kapı odası ve üçü güvenlik odası olduğu düşünülen beş birimli bir tüneldir. Tünelin başlangıcından itibaren üçüncü ve 14. basamaklarında birer oda; 22. basamağında bir sürgü taşı ve kapı odası, 29. basamağında ise “U” şeklinde başka bir oda bulunmaktadır. Güneybatıya kıvrılarak devam eden tünelin 81. merdiven basamağına kadar herhangi bir birim bulunmamaktadır. Bu noktada tünelin ikinci sürgü taşı ve kapı odası bulunmaktadır. Tünel güneydoğuya doğru kıvrılarak yedinci kata inmektedir.

Yeraltı şehrinin yedinci katta toplantı salonu, mezar odası, kilise, kilisenin devamında bir salon ve su kuyusu vardır. Beşinci kattan başlayan tünelin sonundaki yedinci kat, yeraltı şehrinin en geniş mekanıdır. Merkezde bir adet toplantı salonu yer almaktadır. Salonun ortasında üç taşıyıcı bulunmaktadır. Taşıyıcı gövdeleri üzerindeki oyukların, aydınlatma amacıyla kullanılan kandil ve mum konulması için oyulduğu düşünülmektedir.

Toplantı salonunun güneydoğusundan başlayan 19 metre uzunluğundaki tünel yeraltı şehrindeki mezar odasına gitmektedir. Dar, kavisli ve basık olan tünel 0,7 metre genişliğinde, 1,30 metre yüksekliğindedir. Oda içerisindeki 1,60x0,80 metre ölçülerindeki mezarın derinliği 0,70 metredir. Salonunun güneybatısındaki kilise, Konstantinopolis ve Anadolu genelinde IV. yüzyıldan başlayarak uygulanan, Kapadokya’da da görülen serbest haç plan şemasına sahiptir.

Toplantı salonunun kuzeydoğusundan 3,30 metrelik açıklıkla “U” şeklindeki başka bir salona geçilmektedir. Salonun doğu duvarında yedinci kattan itibaren devam eden bir su kuyusu bulunmaktadır. Derinkuyu Yeraltı Şehri’nin sekizinci katı, havalandırma bacası olan küçük bir odacıktan ibarettir.