克拉玛依博物馆庭院占地面积5万平方米，场馆建筑面积2742平方米。博物馆设有序言、艰苦创业、迎难而上、改革发展、跨越腾飞五个展厅，展示了克拉玛依的石油工业自1909年起由起步走向腾飞的历程。展厅中陈列有历史照片、实物、标本、浮雕、图表，博物馆院内还有办公室、油窖宿舍等复原场景。克拉玛依博物馆展出有克拉玛依油田开发初期使用过的井架、钻机、抽油机等实物。克拉玛依博物馆先后被命名为中国石油集团公司企业精神教育基地、自治区级爱国主义教育基地、自治区级青少年实践教育基地、十佳自治区社会科学普及教育基地以及国家AAA级旅游景区等称号。
2020年12月，被评定为第四批国家三级博物馆。
2021年6月19日，被中央宣传部命名为“全国爱国主义教育示范基地”。
