يعد متحف دير الزور واحداً من أكبر متاحف سوريا، ويضم خمسة أجنحة أساسية هي جناح أثار ما قبل التاريخ، وجناح الآثار السورية القديمة، وجناح الآثار الكلاسية، وجناح الآثار العربية الإسلامية، وجناح التقاليد الشعبية، كما يتبع له متحف التقاليد الشعبية الذي تعرض للدمار.
تم تزويد المتحف بالقطع الأثرية المكتشفة في محافظة دير الزور، مع لوحات تعريفية، ويمتاز هذا المتحف بإعادة بناء بعض المواقع، مثل المنزل القديم في بقرص العائد إلى العصر الحجري الحديث، ومدخل تل بدري من الألف الثالثة ق.م وقاعة العرش في ماري، ومدخل قصر شاديكاني الذي يعود إلى الألف الأولى ق.م من تل عجاجة، ثم هيكل معبد بل في دورا اوروبوس من القرن الثاني الميلادي، ثم واجهة قصر الحير الشرقي من القرن الثامن الميلادي، ثم مشهد رؤساء العشائر في مقاهي دير الزور تصور الحياة الشعبية، و يصل عدد القطع الأثرية في المتحف إلى 21740 قطعة، بالإضافة إلى آثار محافظة دير الزور هناك قطع من محافظة الحسكة.


