1965 yılında Harput Mahallesi’nde Alacalı Mescit’te Harput Müzesi ismiyle kuruldu. Keban ve Karakaya Baraj projeleri kapsamında, 1971’de bugünkü yerinde kazı ve yüzey araştırmalarından ele geçen eserlerin muhafaza edilmesi ve teşhir edilmesi için müzenin inşasına başlandı. Müze, 1982 yılında Elazığ Arkeoloji ve Etnografya Müzesi ismiyle hizmete açıldı. Bakım-onarım ve teşhir-tanzim çalışmaları için 2010 yılında hizmete ara veren müze, kronolojik tema üzerine kurgulanan düzenleme ile 2011 yılında yeniden hizmete girdi. Müzede, 2018 yılında başlayan onarım, güçlendirme ve çevre düzenlemesi çalışmaları nedeniyle teşhirdeki eserler depolara taşınmış olup, müzenin 2020 yılında hizmete girmesi planlanmaktadır.

Elazığ Arkeoloji ve Etnografya Müzesi arkeolojik eserler ve sikke salonu, halı ve kilim galerisi ve etnografya salonu olmak üzere üç bölümden oluşmaktadır. Müzede 15.578 adet arkeolojik, 5.356 adet etnografik eser ve 11.087 adet sikke mevcuttur. Elazığ Müzesi’nin sorumluluğunda; 67 dinsel yapı, 94 arkeolojik sit, 104 sivil mimari yapı, 22 idari yapı, bir kentsel sit alanı olmak üzere toplamda 288 adet tescilli korunması gereken taşınmaz kültür varlığı bulunmaktadır.

Müzenin arkeoloji salonunda, Keban Barajı Bölgesi’nde yapılan yüzey araştırmalarında, Acuzlu, Pağnik, Küllününini, Karataş Kayaaltı Sığınağı, Ağın, Yeniköy, Enerli ve Karapınar’da Paleolotik dönem yerleşimi saptanmış olup ele geçen fosiller, çakmaktaşı delici ve kazıyıcılarla obsidyenler sergilenmektedir. Boytepe ve Kovancılar ilçesi yakınlarındaki Saraybahçe Höyükleri bölgenin en erken Neolitik dönem yerleşkeleridir. Buradan elde edilen hayvan başı biçimli idol, taş kaplar ve öğütme taşları tarım toplumu kültürünün kanıtları niteliğindedir.

Kalkolitik dönem vitrinlerinde ise Norşuntepe, Tülintepe, Sakyol, Korucutepe, Tepecik ve Körtepe kazılarında bulunan çömlekler, pişmiş toprak baskı mühürler ve figürinler gibi çeşitli eserlerin yanında bereketin sembolü olan kadın figürinleri vardır. Müzedeki Tunç Çağı’nın eserleri arasında, Keban Barajı Kurtarma Kazısı Sakyol’dan çıkarılan; kil malzemeden ve dinsel amaçlı yapılmış ve aile temasının işlenmiş olduğu iki Kutsal Ocak yer almaktadır. Bir diğer önemli eseri de, Harput’ta rastlantıyla bulunan Harput Kabartması’dır. Müze bünyesinde 2.72x2.42 metre boyutlarındaki taş üzerinde, kabartma tekniğinde yapılmış, kale kuşatmasını ve kuşatma sonrasını tasvir eden sahneler görülmektedir.

Hitit ve Urartulara ait seramik ve maden eserlerin yanında, Bağın Kalesi’nde bulunan çivi yazılı ve Urartu Kralı Minua’nın Tanrı Haldi için diktirdiği yazıt da müzenin nadir eserleri arasındadır. Helenistik, Roma ve Bizans dönemileri eserleri ise madeni, cam ve pişmiş topraktan, takı, günlük kullanım eşyası ve dinsel amaçlı objelerden oluşmaktadır. Elazığ Müzesi Başkanlığı’nda yürütülen Harput Kalesi kazısından çıkan ve müzede sergilenen eserler de bölge tarihinin farklı kültürlerini yansıtmaktadır. Arkeoloji salonu açık teşhirde bulunan koç-koyun biçimli mezar taşları XVIII. ve XIX. yüzyıla tarihlendirilmektedir. Sikkeler, altın, gümüş ve bronzdan, Grek, Roma, Bizans, Sasani, Emevi, Abbasi, Eyyubi ve Osmanlı döneminden olup bölge kazı çalışmaları, bağış, satın alma, müsadere ile müzeye kazandırılmış eserlerden oluşmaktadır.

Müzenin halı-kilim salonunda, bölgenin ve Anadolu’nun farklı coğrafyalarından halı-kilimlerinin yanında, seccade, heybe, yazma ve şalvar gibi farklı malzemelerle zengin bir koleksiyona sahiptir. Etnografya salonundaki bakır mutfak araç-gereçleri ve hamam kültürüne ait bakır örnekler el sanatlarını yansıtan eserlerdendir. Ayrıca Osmanlı dönemine ait kadın ve erkek kıyafetleri, ahşap sehpa, sandık, gümüş buhurdan, gülabdan, tepelik, kemer, takılar ve tabanca örnekleri de etnografik eserler arasındadır. Elazığ Müzesi bölgenin tarihi eserlerinin kronolojik olarak sergilendiği bir Anadolu müzesidir.