展馆布局
黑龙江省博物馆建筑面积7000多平方米，陈列面积包括临时展览为3000平方米，库房面积近3000平方米。馆设有自然部、历史部、保管部、群众工作部、陈列制作部、办公室、业务技术室、集体企业科，附设一个文博服务社。
陈列展览
基本陈列
《黑龙江历史文物陈列》：1999年推出该陈列，是该馆的重要基本陈列，其内容设计以文物为主体，结合文字说明、图表、绘画、景观等辅助展品，展示了黑龙江地区4万年的人类历史和文化，重点突出了史前文化、渤海文化和金源文化。《黑龙江历史文物陈列》展出文物935件，占地面积1250平方米，分为“远古人类”、“早期居民”、“文明曙光”、“跨入文明”、“方国争雄”、“忽汗州都督府——海东盛国”、“辽泰州与五国部”、“金源内地”、“开元路与水达达路”、“奴儿干都司”、“黑龙江将军”11部分，上起原始社会，下至公元1911年。所陈列的展品大部分是黑龙江地区典型遗址出土的文物和历代珍贵的传世品。
《自然陈列》：1999年推出该陈列，陈列面积1250平方米，由古动物和现代动物两部分组成，展出标本1200余件，其中有一些国家I、II类重点保护动物的珍贵标本，都具有十分重要的科学研究价值。古动物陈列占地面积480平方米，重点展品中有黑龙江平头鸭嘴龙、披毛犀和松花江猛犸象大型骨骼化石，它们都是黑龙江省博物馆在中华人民共和国建立后发掘的；现代动物陈列占地面积750平方米，陈列标本重点突出黑龙江省特产动物，也有少量世界珍稀动物，如丹顶鹤、东北虎。对重点展品多用生态景箱展出，使观众有身临其境之感。
《邓散木艺术陈列》：汇集了中国当代著名书刻艺术家邓散木先生的著作、印章、书法、扇面及印谱作品，共展出196件作品。该展览自1986年对外开放以来，先后经历过三次修缮，修缮后的《邓散木艺术陈列》将以声光电等高科技展示手段展现。
临时展览
自1998年来，黑龙江省博物馆举办的主要临时展览有：《目击暴行——吕岩松摄影展》《馆藏铜佛展》《世界蝴蝶展》《海洋贝类展》《黑河刘明秀俄罗斯艺术收藏展》《禁毒宣传教育展览》《黑龙江日报社名家书画收藏展》《首届中国人体摄影艺术展》《莲花杯—林海雪原四季摄影大赛作品展》《哈尔滨文物收藏精品展》《杜奎生明清皇帝玉玺仿制品收藏展》《雨桐个人收藏贝壳精品展》《性知识教育展》《基因的故事》《生命与宇宙》《秦始皇兵马俑大型文物精品展》《百年音乐家故乡回顾展》《中国载人航天展》《阿穆尔河流域的那乃族文物展》《鲁迅读书生活图片展》《预防青少年犯罪图片展》《人体奥秘科普展》《海底珊瑚花展》《为了明天—预防青少年艾滋病知识》《至尊国礼—中华人民共和国外交礼品巡展》等展览。其中2003年从秦始皇兵马俑博物馆引进的《秦始皇兵马俑大型文物精品展》，展出85件考古发掘出土的珍品，展期50天，接待观众11万人次，盛况空前，创下了该馆同期观众量的最高记录。
馆藏文物
黑龙江省博物馆有各类藏品108584件（套），其中历史文物、艺术品29341（套），自然标本79243件（套）。一级文物83件（套），二级文物898件（套），三级文物4151件（套）。其中历史文物、艺术品藏品的来源，主要是上级有关部门调拨，自然标本一部分是早年收藏，一部分是该馆挖掘、采集和征集的。此外有图书4万多册，馆藏自然标本较多。岩石、矿物、土壤、动植物和古生物化石标本共7万多件。历史文物、少数民族文物及绘画等共有3万多件。（2014年数据）到2015年10月19日，省博藏品统计数量已达627982件。
历史文物
铜坐龙：1956年在黑龙江省哈尔滨市阿城区白城金上京会宁府遗址出土。铜龙为黄铜质铸造而成，它集龙、麒麟、狮、犬形象和特点于一身。龙呈蹲坐式，龙首微扬，张口似吟啸，肩微前弓，前左腿翘起，其爪飞踏瑞云，瑞云与后腿相连，前右腿略向前方直立，爪与地面相连，龙尾上翅向外卷曲，龙首、肩部和四肢饰有卷鬣。在龙的前右腿、尾部及瑞云处有以双向分开的扁锭残迹，当时与它物相连接固定而铸。
金代山水人物故事镜：保存完好的金代铜镜，镜面光亮，呈银白色，球状钮，做工十分精致。镜背图案分为上、下两部分。上部分是一幅以山水画为背景的人物故事画面，这面山水人物故事纹铜镜是1975年从中国黑龙江省绥棱县境内的一座金代贵族墓葬中出土的，这面铜镜就是女真贵族曾经使用过的一件器物，距今已有千年的历史，铜镜出土时没有锈蚀，而且保存完好，这在传世的中国古代铜镜中十分罕见。
双鹿纹玉佩：长4厘米、高3.4厘米、厚0.4厘米。金代。黑龙江省绥滨县奥里米金墓出土。佩饰由和田白玉精雕而成，玉质透明温润，略呈三角形，造型精巧别致，构图清新典雅。底部两棵随风摇曳的树构成三角形状，树下站立两只马鹿，左侧公鹿引颈长鸣，体态健美；右侧母鹿回眸凝望公鹿，神情亲昵。两鹿上方，有一只大雁盘旋低回，振翅翱翔，似欲南归。该玉雕具有浓郁的地方特色和民族风格。
石雕飞天：长8.3、宽6.73、厚1.3厘米 。金代。黑龙江省绥滨县中兴墓葬出土。图案中部为一佛教中的飞天女神，其面相丰腴，头梳双髻，袒露上身，衣带飘扬，四周衬以卷云纹，造型显然受到唐宋壁画中飞天的影响，它是研究黑龙江地区女真文化及其与中原地区密切关系的重要实物。
自然标本
普通蝙蝠：耳短宽，体形较东方蝙蝠小；背部褐色，闪争光，与颈部的浅白色对照，呈明显的两色。腭褶7行。普通蝙蝠分布广泛。
原始牛：东北第四纪猛犸象——披毛犀动物群的典型物种，与猛犸象、披毛犀、东北野牛、王氏水牛、普氏野马生活在同一个时期。原始牛生存在第四纪晚更新世晚期的我国北方，距今1万至5万年前。原始牛生活在陆地上，是一种体型庞大、性情凶猛的动物，个体比现代黄牛大一倍以上，有两只长角适应于茂密的草原、开阔的森林环境及寒冷环境。
普氏野马：又叫蒙古野马，是当今世界上仅存的野马，具有6000万年的进化史，被世人誉为“活化石”。它保留着地球上唯一马的原始基因，具有别的物种无法比拟的生物学意义，是比大熊猫还珍稀的物种。晚更新世时期，普氏野马的分布相当广泛，在中国北方许多晚更新世动物群和古人类遗址中都发现野马化石。
披毛犀：已绝灭的一种哺乳动物，归于奇蹄目犀科双角犀亚科。已知披毛犀的化石分布范围几乎遍布欧亚大陆北部，最北界限大约在北纬72°，最南到北纬33°，生活在距今1.2万年至4万年之间， 大致相当于大冰期的晚期到冰后期之前的阶段，它适应于寒冷草原与平原的生活。
书画类藏品
《蚕织图》：卷轴，绢本、线描、淡彩。全长1100厘米，画心纵518厘米、横27.5厘米，跋纵460、横28.7绘制时代南宋。
《西域舆图卷》：黑龙江省博物馆藏十大镇馆之宝候选藏品，是清代乾隆时期宫廷画家徐扬在乾隆征服西域时所创作的一部绘画作品。款署“臣徐扬”，下钤作者阴文篆书印章一方。这幅长卷原收藏于清宫内府，后流散在外，1958年由收藏者哈尔滨市民杨德轩捐赠给黑龙江省博物馆珍藏。《西域舆图卷》为设色纸本，手卷，全长18.2，宽0.52米；画长15.1，宽0.485米；纸地保存完好，装裱整洁，画面布局恰当，构图繁复精到，工笔细腻、勾勒点皴、敷染得宜，整个画面以浅赭调为主。
《兰亭序》：此图为南宋作品，全长141.1厘米，宽37厘米。引首为元代著名书画家赵孟頫题写的“曲水流觞”四个字。整幅图卷描绘了东晋时期，以王羲之为首的42位文人雅士，在浙江会稽山阴的兰亭雅集，于溪水边饮酒赋诗、观山赏水的情景。睹画思人，让人很容易想像出当年兰亭集序的盛况。
《蚕织图》：南宋时期。描绘了中国古代种桑、养蚕、织布等与蚕织相关的劳作过程。全长1100厘米，画心横27.5厘米、纵518厘米，跋纵460厘米。画首钤有“乾隆御览之宝”、“石渠宝笈”、“三希堂精鉴玺”、“宜子孙”、“御书房鉴藏宝”、画尾钤有“嘉庆御览之宝”、“宣统御览之宝”、“蕉林梁氏书画之印”。
公交线路
可乘2、7、8、11、13、14、16、18、21、28、31、32、33、55、63、64、74、81、92、94、101、103、107、108、109、110、115、120到博物馆站或省博览中心站或建设街站下车。
