มีการจัดแบ่งอาคารแสดงเป็น 4 ส่วน คือ อาคารที่ 1 เป็นโถงทางเข้าและทางเดิน อาคารที่ 2 เป็นส่วนการศึกษา ประกอบด้วย ห้องประชุม ห้องกิจกรรม ห้องรับรอง ห้องสมุด อาคารที่ 3 เป็นอาคารจัดแสดงและสำนักงาน ประกอบด้วย ห้องนิทรรศการถาวร ห้องนิทรรศการชั่วคราว ห้องทำงานเจ้าหน้าที่ อาคารที่ 4 เป็นคลังพิพิธภัณฑ์ ประกอบด้วย ห้องคลังโบราณวัตถุ ห้องปฏิบัติการอนุรักษ์และสงวนรักษา ซึ่งโดยรวมจะจัดแบ่งการแสดงเรื่องราวต่าง ๆ ออกเป็น 5 เรื่อง คือ (1)ธรรมชาติวิทยา ในส่วนนี้จัดแสดงเรื่องกายภาพของจังหวัดสุรินทร์ เนื้อหาประกอบด้วย สภาพภูมิประเทศ ภูมิอากาศ ลักษณะทางธรณีวิทยา ปฐพีวิทยา ทรัพยากรธรรมชาติต่างๆ เช่น ดิน น้ำ ป่าไม้ สัตว์ป่า อุทยานแห่งชาติ เป็นต้น นอกจากนี้ยังจัดแสดงเรื่องข้าวและการทำนาด้วย (2)โบราณคดี มีเนื้อหาเกี่ยวกับพัฒนาการของผู้คน ตั้งแต่สมัยก่อนประวัติศาสตร์ที่พบหลักฐานในจังหวัดสุรินทร์ตั้งแต่เมื่อประมาณ 2,000 1,500 ปีมาแล้ว สมัยวัฒนธรรมทวารวดีซึ่งเริ่มประมาณพุทธศตวรรษที่ 12 13 สมัยวัฒนธรรมขอมมีอายุประมาณตั้งแต่พุทธศตวรรษที่ 12 18 จนถึงสมัยวัฒนธรรมล้านช้าง อยุธยาในพุทธศตวรรษที่ 24 ในการจัดแสดง จะจำลองสภาพชีวิตและพิธีกรรมการฝังศพครั้งที่สองในสมัยก่อนประวัติศาสตร์ โบราณวัตถุ ศิลปวัตถุสมัยทวารวดี ขอม และอยุธยา ล้านช้าง ที่พบในจังหวัดสุรินทร์ เรื่องราวการดำรงชีวิตตั้งแต่ก่อนประวัติศาสตร์จนถึงสมัยกรุงศรีอยุธยา (3)ประวัติศาสตร์เมือง เนื้อหาในส่วนนี้นำเสนอเกี่ยวกับประวัติศาสตร์ของจังหวัดสุรินทร์ โดยเริ่มจากชาวกูยช่วยจับช้างเผือกที่หลุดมาจากกรุงศรีอยุธยา และได้รับความดีความชอบตั้งเป็นบ้านเมือง การปฏิรูปการปกครองมาเป็นระบบเทศาภิบาลและระบอบประชาธิปไตย ตามลำดับ นอกจากนี้ ยังมีเนื้อหาเกี่ยวกับประวัติศาสตร์ด้านเศรษฐกิจ สังคม ประชากร และการศึกษา ในการจัดแสดง เช่น การจับช้างเผือก การเดินรถไฟมาถึงจังหวัดสุรินทร์ สภาพตลาดการค้าในยุคแรกๆ (4)ชาติพันธุ์วิทยา เนื้อหาจะกล่าวถึงประชากรในจังหวัดสุรินทร์ ที่ประกอบด้วยชน 4 กลุ่ม ได้แก่ ชาวกูย ชาวเขมร ชาวลาว ชาวไทยโคราช ความเป็นมา และการก่อร่างสร้างเมืองของจังหวัดสุรินทร์ตั้งแต่เริ่มตั้งเมืองจนถึงสมัยกรุงศรีอยุธยาเรื่อยมาจนปัจจุบัน (5)มรดกดีเด่นประจำจังหวัด เนื้อหาจะกล่าวถึงมรดกทางวัฒนธรรมของจังหวัดสุรินทร์ที่โดดเด่นและเป็นที่รู้จักโดยทั่วไป คือ งานศิลปหัตถกรรม ได้แก่ การทำเครื่องประดับเงินและการทอผ้าไหม ศิลปการแสดงพื้นบ้าน ได้แก่ การแสดงเรือมต่างๆ การละเล่นเจรียงแบบต่างๆ รวมถึงดนตรีพื้นบ้าน เช่น วงกันตรึม และการเลี้ยงช้าง ซึ่งเป็นเอกลักษณ์ที่โดดเด่น เป็นที่รู้จักของคนทั่วโลกฉากจำลองบรรยากาศหมู่บ้านเลี้ยงช้าง ในอดีตที่ยังคงมีความผูกพันธ์มาจนถึงปัจจุบัน