鲁番博物新馆首批对外开放的展厅是“吐鲁番地区通史陈列厅”、“巨犀化石陈厅”。此后又陆续开放了“吐鲁番地区出土文书陈列厅”、“古钱币陈列厅”、“沉睡千年——吐鲁番出土干尸及其随葬遗物展陈列厅”等。吐鲁番博物馆的馆藏规模在整个新疆维吾尔自治区仅次于新疆维吾尔自治区博物馆，馆藏文物20325件，其中一级文物79件、二级文物61件、三级文物148件。2017年，吐鲁番博物馆被中国博物馆协会评为第三批国家一级博物馆。