sectia de istorie si arheologie este situata pe strada Geneva nr. 8 din Targu Jiu si cuprinde colectii de arheologie (epoca preistorica, dacica si romana), istorie medie, moderna si contemporana, o colectie de numismatica (epoca romana), colectia de documente Alexandru Stefulescu (secolele XV-XIX), carte veche, icoane;
cladirea muzeului este monument eclectic, construita in 1894 ca sediu al Prefecturii, apoi tribunal; restaurata in 1977;
sectia de arta este situata pe strada Traian (Parcul Central) si cuprinde o colectie de icoane, sculptura in lemn din secolele XVII-XVIII, pictura romaneasca moderna (Misu Pop, Corneliu Baba, Vasile Grigore) si sculptura (Rodica Popescu);
muzeul coordoneaza casele memoriale Constantin Brancusi, Tudor Vladimirescu, Ecaterina Teodoroiu, Ion Popescu Voitesti, precum si Pestera Polovragi;
in subordonarea acestei institutii se afla si Muzeul Arhitecturii Populare de la Curtisoara, unde a fost mutata sectia de etnografie.
