Музей хранит историю Урала с древнейших времен до советской эпохи. Экспозиции:
"История УОЛЕ" (2 этаж)
Экспозиция рассказывает историю зарождения и развития Уральского общества любителей естествознания и музея УОЛЕ. На стенах – архивные фотографии первого здания и экспозиций. В раритетных деревянных витринах и хранительских шкафах, изготовленных к открытию музея в 1888 году, – издания общества (в том числе, например, журнал «Записки УОЛЕ»), первый каталог музея, личные вещи и дары его членов.
Среди последних есть настоящие сокровища: бронзовые и медные культовые статуэтки XVI–XIX веков из Непала, Монголии, Китая, цейлонские слоны из каменного дерева, иранская курительница XIX века, уникальная одежда из рыбьей кожи народа нивхи, расписная фарфоровая ваза из Китая.
Серия экспонатов иллюстрирует Сибирско-Уральскую научно-промышленную выставку 1887 года: выставочный каталог, наградные и памятные медали, рекламное блюдо Воткинского завода.
В октябре 2015 года экспозицию вновь украсил один из первых экспонатов исторической коллекции УОЛЕ – «плита Тамерлана», фрагмент мраморной ограды надгробия из фамильной усыпальницы Гур-Эмир (Самарканд) великого тюркского полководца Тамерлана (Тимура).
"Древняя история народов Урала" (2 этаж)
Экспозиция позволяет совершить «путешествие» на тысячи лет назад, когда в эпоху раннего Палеолита (период наступления и отступления ледников) началось проникновение человека на Урал. Экспозиция состоит из археологических находок - птицевидные идолы иткульской культуры, фрагменты керамики, уникальное навершие жезла в виде головы белки и др. В экспозиции много уникальных находок, среди них:
- Навершие жезла в виде головы белки, сделанное из талькохлорита. Это единственное изображение белки, найденное на территории Северной Евразии. Скульптура датируется эпохой неолита – энеолита и выполнена методом резьбы, шлифовки и сверления каменными орудиями. Она поступила в музей в 1903 г. от основателя УОЛЕ О.Е. Клера.
- Адуйский идол отлит из меди в раннем железном веке (VII-III вв. до н.э.) мастерами-литейщиками иткульской археологической культуры. Он представляет собой фигуру с человеческим лицом, солнечной короной над головой и фигурой зооморфа (предположительно волка). Находки поступили в музей в конце XIX в. от члена УОЛЕ Н.К. Оржешко-Острейко.
"Шигирская кладовая" (2 этаж)
Экспозиция посвящена археологическим находкам на Шигирском озере, и главной из них - древнейшей в мире деревянной скульптуре – Большой Шигирский идол, которому по меньшей мере 11 тысяч лет. Данной экспозиции посвящен
"На одной земле, под одним небом" (3 этаж)
Зал посвящен культурным традициям коренных народов края (финно-угорской и тюркской языковым группам), а также истории заселения Урала русскими людьми, началом которого стал поход Ермака.
В этнографическом разделе экспозиции представлены мансийский чум с уникальной «покрышкой», сшитой из бересты в XIX веке; башкирская юрта, русская изба, а также предметы материальной и духовной культуры.
Интерес представляет уникальный портрет Ермака, писаный на листе железа в XVIII веке; мансийская рубаха из крапивного холста, башкирские резные ковши, костюмы уральских народов, национальные девичьи и женские головные уборы, традиционные предметы домашнего быта.
"Горный мир. На путях в Сибирь" (3 этаж)
Экспозиция рассказывает о заселении и освоении Урала русскими, присоединение уральских земель к России и превращении Урала в ведущий центр горнозаводского производства страны. Успешному развитию уральской промышленности способствовали богатые залежи руд, обилие лесов, многочисленные реки и обширные территории свободных земель. В XVIII веке на Урале было построено 176 заводов, продукция которых охотно покупалась европейскими странами. Первенцами уральской металлургии стали Невьянский и Каменский заводы (1701 г.).
Крупнейшим металлургическим, многопрофильным и технически передовым предприятием России в XVIII веке являлся Екатеринбургский завод, основанный в 1723 году стараниями В.Н. Татищева и В.И. Геннина.
Среди раритетов того времени в экспозиции представлены: дорожное кресло Демидовых, пушка Каменского завода, медные платы и монеты Екатеринбургского монетного двора, медная посуда уральских заводов, книги из библиотеки В.Н. Татищева. Бытовая сторона жизни дворянства, купечества, духовенства, старообрядчества показана образцами мебели, одеждой, посудой, предметами культа, жалованной грамотой А.Ф. Турчанинову, подписанной Екатериной II.
Интерес представляют предметы одежды и быта дворянского, духовного и купеческого сословий, культа старообрядцев, а также оружие и награды периода Отечественной войны 1812 года.
Урал – фронту (4 этаж)
Обновленная экспозиция, открытая в канун 70-летия Победы в Великой Отечественной войне в рамках реализации межведомственного экспозиционно-выставочного проекта «Великая Победа на фронте и в тылу», посвящена поколению наших дедов, ковавших победу в заводских цехах и на колхозных полях.
