این موزه بزرگ در چهار طبقه، نمایشگاهی بزرگ است که سالهای طولانی زائران و مجاوران بارگاه ملائک پاسبان امام رضا(ع) را به دیدن اشیای گرانبهای خود فراخوانده است.
در طبقه زیرین ساختمان، تمبرها و اسکناس های رایج دویست سال گذشته ایران و جهان به نمایش گذاشته است. در گنجینه تمبر و اسکناس که به سال 1369 گشایش یافته است 1656 قطعه تمبر ایرانی از ابتدای تاریخ انتشار این اوراق در ایران تا زمان حاضر، 750 قطعه تمبر خارجی از 180 کشور جهان نگه‌داری می شود و در کنار آن 248 برگ اسکناس که سیر تاریخ چاپ آن را در ایران به نمایش می‌گذارد و 117 برگ اسکناس از 60 کشور جهان به چشم می‌خورد.
گنجینه تاریخ مشهد وگنجینه سکه و مدال در طبقه همکف موزه مرکزی قرار دارند. در بخش نخست آن اشیای کاربردی در حرم مانند وسایل شستشو، گلگیر شمع، وسایل روشنایی و قفل و کلیدها در کنار اشیای مربوط به ساختمان حرم مانند درها، پنجره‌ها، محرابها و ضریح قدیمی نگه‌داری می‌شود.
وجود سکه‌های ولایت عهدی حضرت رضا (ع)، سنگاب بزرگ قدیمی خوارزمشاهی از سنگ کلریت یک پارچه تراشیده شده و دارای کتیبه‌ها و نقوش زیبا، محراب زرین‌فام و پرده تعزیه‌خوانی از جمله اشیای مهمی است که در موزه تاریخ مشهد توجه بازدیدکنندگان را به خود جلب می‌کند.
308 عدد سکه و 118 عدد جام و مدال که در آن سکه‌هایی از قرن چهارم قبل از میلاد تا دوره صفویه به چشم می‌خورد و مدالهای اهدایی قهرمانان، پهلوانان و نخبگان ایران از جمله جهان پهلوان غلامرضا تختی و نشان‌های مرحوم رضا صادقی برگزیده المپیاد جهانی ریاضی از جمله دیدنیهای گنجینه سکه و مدال است.