吐鲁番出土文物数量惊人，历史文化遗产丰富，由此形成了一门国际性显学：中国吐鲁番学。吐鲁番博物馆应运而生，成为吐鲁番地区文物精品的宝库、吐鲁番古代社会、政治、经济、文化生活的百科全书，倍受人们关注，在国内外享有声誉。

吐鲁番博物馆建立于1990年，坐落在吐鲁番市高昌路西侧，馆址占地9亩，建筑面积2000平方米，主体建筑是一幢富有地方特色和现代风格的二层大楼。整个展厅分为出土文物陈列厅、古尸陈列厅和巨犀化石厅三部分

博物馆主要陈列吐鲁番地区的历史文物，馆藏文物5000多件，有石、陶、木、铜、铁、金、银器和文书、毛麻丝织品、木雕、泥俑、绘画、古尸、粮食、干果及各类食品，上起石器时代，下至明清，其中大部分为发掘品，也有部分是征集品和民间文物

出土文物陈列厅分远古和姑师(车师)时期、高昌郡、高昌王国、唐代西州、回鹘高昌等5个时期的文化单元，集中反映吐鲁番地区社会历史发展过程和文明成果。早期文化以红色彩陶和素陶为代表，具有明显的地域民族特征。丝织品种类很多，是丝绸之路重镇的典型文化遗存。装饰图案也以西域常见的对马、骆驼、孔雀、马鹿、双鸭等连缀圆形为多，其中十六国时期的共鸣鸟纹刺绣和唐代的花鸟纹刺绣等，都是难得的稀世珍宝。吐鲁番出土的文书举世闻名，其中有官府文牒、任命书、户籍、粮帖、药方、私人信札、佛教典籍、买卖葡萄园契约、死者随葬衣物清单等等，涉及政治、经济、文化、宗教、民族、习俗等社会生活的各个方面，是了解和研究西域和吐鲁番古代社会的重要资料。这些文书有粟特文、回鹘文、梵文、西夏文、蒙古文、汉文等，为古代西域各民族文化交流和语言文字的并存共用提供了实证。

古尸陈列厅是最具神秘性和吸引力的展厅。这里展出的6具干尸，是晋至唐时期的古尸，主要来自阿斯塔那一哈拉和卓墓葬群，吐鲁番盆地干旱、干燥、多风、少雨的自然环境，使古尸脱水风干，得以保存完好。早在1981年，吐鲁番古尸及文物展就首先在北京自然博物馆亮相，接着在南京、合肥、西安、洛阳、武汉、银川、内蒙等地展出，充分展示了吐鲁番古代文明。

在古尸陈列厅内，张看(音宁)又称张宁将军夫妻干尸特别引人注目。张宁生前任高昌王国侍郎、宫廷侍卫军殿中将军等重要官职，死后追任为“凌江将军”、“屯田司马”。张宁殁于公元558年，终年50岁，张妻18年后于公元576年离世。

张宁脸型瘦削，束假发，部分散披肩头，这是仿照当时突厥人的习俗。阴囊膨大，显系因病亡故。其妻体态丰满，白发银丝。厅内还陈列了北京自然博物馆复原的张宁夫妇像，张宁手捻胡须，神态安详，凝望远方，形像逼真，栩栩如生。

吐鲁番出土的古尸由于长期密封地下，内脏和外形均保存良好。新疆医学院专家曾解剖其中一具女性干尸，发现干尸皮肤表面光滑，呈褐色，股部及乳房处仍有弹性。头发完整乌黑，长约30厘米。面容清晰，五官可辨。胸部膨隆如常，乳头清楚，呈暗褐色。四肢完整，指甲仍见亮光，未缠足。血型为A型，肺心均已干枯。这位1400多年前的女性，从脸部和体质形态观察，专家们认为具有明显的汉族特征。

吐鲁番出土的古尸是珍贵的人类标本，不仅保存了完好的外形，还保存着生前的装束和服饰，它对研究吐鲁番地区和西域古代人种、民族、习俗及医学，都提供了实物资料，而且对考古学和历史学的研究，也具有很高的科学价值。

巨犀化石厅是1997年建成的新展厅，展示的内容是1993年在鄯善飞跃火车站附近发现的一具巨犀化石骨架。

吐鲁番博物馆成立后，还担负文物档案整理、文物遗址保护维修、墓葬发掘以及文物管理和研究人员的培训等多项工作。编写出版了《吐鲁番柏孜克里克石窟》、《柏孜克里克石窟壁画艺术》、《中国美术分类全集·壁画全集》吐鲁鲁卷等大型图书。博物馆还与北京大学、武汉大学、新疆考古所、新疆博物馆以及美国耶鲁大学、日本大阪大学和神户外国语大学等单位的学者进行学术交流和联合考察，取得了许多显著的研究成果。还成功地组织召开了“中国吐鲁番学会第二届年会暨唐代安西——北庭都护府学术讨论会”。通过上述学术活动，使吐鲁番学在国内外学术研究领域的地位不断提高。

吐鲁番博物馆的规模仅次于新疆自治区博物馆，是全疆各地区最大和最有影响的博物馆。