Музей был открыт в 1961 году. Создавался за счёт средств местного населения. В музее открыто 14 залов, в которых можно познакомиться с археологией края, климатом, с растениями и животными Камышина. В каждом зале располагается множество археологических находок, фотографий, объектов быта. Посетителям очень интересна будет коллекция отпечатков на камнях, окаменелостей старейших растений, которым десятки миллионов лет. Аналогов таких экспозиций нет нигде. Сооружение музея имеет историческое прошлое. Оно было возведено в 1901 году и функционировало для представителей земской управы.
Строение выполнено в стиле русского барокко, соединяя в себе детали русского народного зодчества. Помимо выставочной деятельности, здесь хранится коллекция научной литературы, представленная 16,5 тысячами книг. В музее организовываются временные выставки таких художников, как Поленов, Шишкин, Рерих и других художников. В 1968 году музей стал государственным.