建馆馆址选定于植物园内的一栋日式木造建筑，这栋建筑在日治时期是作为当时总督府殖产局的商品陈列馆。本馆建馆之后，自1958年开始进行馆舍改建，增建陈列室及画廊，1961年兴建「国家画廊」用以展出书画作品，1962年增建传统建筑式展览大厅，1971年原有木楼奉准改建成传统建筑样式的展览大楼，成为目前红墙绿瓦的建筑体。现有馆藏共分为国画、法书、西画、玉石、陶器、瓷器等等十九类文物。文物品类包括史前彩陶，商周甲骨青铜器、唐三彩、石刻佛凋、玉器、民初家具戏偶、当代书画等，文物样貌多元，古今兼备，并深具民间性与生活性。本馆长年积极策办引进各类型国际性展览，借由展览推动国际文化交流，例如世界古文明、国外名馆作品等主题式大展，屡次引起注目，吸引大批参观人潮。政府开放大陆探亲后，1988年起逐步放宽物品来台、人员往来限制，本馆主动规划办理两岸文化交流的特展，包括兵马俑等多项展览令人印象深刻。此外，推广文化输出，筹办各类展览推广馆藏文物及国内艺术家，将台湾各地地方博物馆的特色典藏有计划地在本馆展出，促进台湾各地艺文交流2012年5月20日本馆改隶文化部，并添加文创行销组，文创行销组成立以来积极推展本馆各项文创业务，诸如邮票开发、公共艺术合作、文创商品等典藏图像加值应用，并以合作开发创建本馆博物馆商店适切的自营企业模式，除提供国内外带游客精致的文化服务。 自开馆以来，本馆使命与任务不断与时俱新，然为民服务精神始终不变，更于2013年荣获第五届政府服务品质奖优等的肯定。