Das Kulturhistorische Museum Görlitz präsentiert seine Kostbarkeiten in drei denkmalgeschützten Gebäuden:
Im Kaisertrutz, Teil der historischen Stadtbefestigung, werden wichtige archäologische Zeugnisse der frühen Siedlungen an der Neiße und auf der Landeskrone bis zu Dokumenten der Stadtgeschichte aus dem 19. Jahrhundert gezeigt. Historische Stadtansichten und das Stadtmodell sowie eine große Sammlung von Zunftaltertümern vermitteln einen lebendigen Eindruck von der Entwicklung der Stadt und der Rolle verschiedener Handwerkzünfte.
Eine umfassende Sammlung von sakralen Plastiken und Altarfragmenten bietet Einblicke in Kunsthandwerk sowie religiöses Leben in Görlitz zur Zeit der Spätgotik
Zudem finden hier alljährlich mehrere größere Wechselausstellungen statt.

Der Reichenbacher Turm belohnt seine Besucher nicht nur mit einer herrlichen Aussicht über die Stadt. Der wohl schönste Görlitzer Aussichtsturm zeigt in seinem Inneren Stadtgeschichte anschaulich in Text und Bild. Themen sind die Stadtbefestigungen und die Stadtverteidigung, die Schützengesellschaft, Turmuhren und natürlich das Leben der Görlitzer Türmer. Dazu wurde eine Türmerstube nachempfunden. Exponate aus der Sammlung des Museums sind ebenfalls zu sehen, u. a. eine Kopie des „Schützenmahles“ aus dem 17. Jahrhundert. Das Original befindet sich heute im Stadtmuseum in Breslau/Wrocław. Außerdem sind Sammlungen von Wetterfahnen, Turmuhrwerke und Turmuhrfragmente zu bewundern.

Das Barockhaus Neißstraße 30 dokumentiert schon durch seine Architektur und Innenausstattung das Leben in Görlitz im 18. Jahrhundert. Hier gibt es kostbare Bestände an Kunst und Kunsthandwerk sowie zur Wissenschaftsgeschichte der Oberlausitz mit dem einzigartigen originalen Physikalischen Kabinett der Oberlausitzischen Gesellschaft der Wissenschaften zu bewundern. Eine Ausstellung über Jacob Böhme informiert über Leben und Wirken des Görlitzer Schuhmachermeisters und Theosophen aus dem 16. Jahrhundert. Ferner befindet sich hier das bereits vor 220 Jahre gegründete Graphische Kabinett mit einer bedeutenden Kollektion von rund 60.000 Zeichnungen und Druckgraphik aus dem 15. Jahrhundert bis in die Gegenwart.

Sammlungen
Wissenschaftsgeschichtliche Sammlungen
Einzigartig ist das Physikalische Kabinett eines der Gründer der Wissenschaftsgesellschaft, Adolf Traugott von Gersdorf zu nennen, das Zeugnis von den Versuchen zur Erforschung der Elektrizität Zeugnis abgibt. Auf den Spuren dieser leidenschaftlichen Forscher kann das Zeitalter der Aufklärung anschaulich besichtigt werden. Die von einer Reise in die Schweiz nach Görlitz mitgebrachten Alpenmodelle gehören zu den ältesten, noch erhaltenen Exemplaren. Das Barockhaus Neißstraße 30 beherbergt zudem eine der bedeutendsten Mineraliensammlungen des 18. Jahrhunderts, ebenso eine damals zusammengetragene Kollektion heimischer Antiken, dazu ein bereits 1781 gegründetes Graphisches Kabinett. Zum Erbe der Oberlausitzischen Gesellschaft der Wissenschaften gehört neben den wissenschaftsgeschichtlichen Sammlungen auch die Bibliothek der Gesellschaft, die Oberlausitzische Bibliothek der Wissenschaften.

Kunstsammlungen
Die Kunstsammlungen des Museums umfassen hauptsächlich Werke, die mit der vielgestaltigen Kunstgeschichte der Stadt Görlitz und der Oberlausitz verbunden sind. Sie bieten einen einzigartigen Überblick über diese mitteleuropäische Kulturlandschaft zwischen Sachsen, Böhmen und Schlesien. Bedeutende mittelalterliche Skulpturen wie die „Maria in der Hoffnung“ (um 1400), spätgotische Tafelbilder und Textilien sind im Kaisertrutz ausgestellt. Wichtige Beispiele von Malerei, Plastik und Kunsthandwerk des 18. und 19. Jahrhunderts findet man vor allem im Barockhaus Neißstraße 30. Dort wird auch eine schöne Kollektion von Gemälden der Aufklärungszeit und frühen Romantik gezeigt, u. a. von Johann Eleazar Zeisig genannt Schenau, Jacob Philipp Hackert und Franz Gareis. Der Schwerpunkt der Sammlungen liegt in der Görlitzer Kunst der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts mit Johannes Wüsten im Zentrum.

Das Graphische Kabinett
Eine bedeutende Sondersammlung stellt das Graphische Kabinett im Barockhaus dar, das in rund 60 000 Blättern Handzeichnungen und Druckgraphik vom 16. Jahrhundert bis zur Gegenwart vereint. Schwerpunkte der Bestände bilden topographische Werke, Alte Meister wie z. B. Albrecht Dürer, die oberlausitzisch-sächsische Kunst um 1800 (Christoph Nathe und die Görlitzer Zeichenschule) und der Kupferstich des 20. und 21. Jahrhunderts.

Archäologische Sammlung
Zu den Beständen der archäologischen Sammlung des Museums zählen über 400 000 Fundgegenstände. Damit gehört sie zu den umfangreichsten kommunalen Kollektionen ihrer Art in den neuen Bundesländern. Die außergewöhnliche Qualität einzelner Stücke verleiht der Sammlung insgesamt eine internationale kulturhistorische Bedeutung. Das Alter der gesammelten archäologischen Hinterlassenschaften reicht von der Altsteinzeit – etwa 12 000 Jahre v. Chr. – bis etwa in das 17. Jahrhundert. Die zeitlichen Schwerpunkte der Sammlung liegen in der – mittleren und jüngeren Steinzeit (zwischen 6 000 und 3 000 v. Chr.) – Bronze- und frühen Eisenzeit (zwischen 1 200 und 400 v. Chr.) – der sogenannten Lausitzer Kultur. – germanischen und slawischen Zeit zwischen dem 3. und 12. Jahrhundert. Den regionalen Sammlungsschwerpunkt bildet traditionell die ehemals preußisch-niederschlesische Oberlausitz. Fast ein Drittel der Funde stammt aus dem heute zu Polen gehörenden Kreis Lauban (powiat Luban) sowie den östlich der Neiße gelegenen Teilen der ehemaligen Kreise Rothenburg (powiat Zary) und Görlitz (powiat Zgorzelec).