Το κτήριο του Μουσείου είναι έργο του αρχιτέκτονα Άρη Κωνσταντινίδη και θεωρείται ένα από τα πιο εντυπωσιακά σύγχρονα κτήρια της πόλης. Χαρακτηριστικά στοιχεία του είναι η γεωμετρική διάρθρωση των όγκων και των επιφανειών του, οι ανισοϋψείς στέγες με φεγγίτες και παράθυρα, τα αίθρια, τα εσωτερικά και εξωτερικά υπόστεγα, τα παράθυρα με τους χωριστούς φεγγίτες, τα ξύλινα κουφώματα με τις μεταλλικές περσίδες, οι οροφές με τα εμφανή αποτυπώματα των ξυλοτύπων και το χαμηλό τοιχίο-φράχτης που περιβάλλει τον κήπο με τα πεύκα.Το Μουσείο εγκαινιάστηκε το 1976. Οι εκθέσεις του καλύπτουν το χρονικό διάστημα από τη Νεολιθική μέχρι τη Βυζαντινή περίοδο. Η παρουσίαση των εκθεμάτων γίνεται με χρονολογική ακολουθία, χωρίς όμως τη διάσπαση των κατά τόπους ανασκαφικών συνόλων. Στόχος της έκθεσης είναι να παρουσιαστούν επιλεγμένα και αντιπροσωπευτικά ευρήματα από τους σημαντικότερους αρχαιολογικούς χώρους, τα οποία μπορούν να προσφέρουν στον επισκέπτη όλες τις απαραίτητες πληροφορίες για την προϊστορία και την ιστορία της Θράκης του Αιγαίου. Όλα τα εκθέματα αποκαλύπτουν την σημασία της παρουσίας των Ελλήνων στο βόρειο Αιγαίο και τη δημιουργική πορεία της ελληνικής τέχνης και του ελληνικού πολιτισμού σε μια απομακρυσμένη κατά την αρχαιότητα περιοχή του βορρά. Η κυρίως έκθεση του Μουσείου περιλαμβάνει αντικείμενα από προϊστορικές θέσεις (Νεολιθικές και εποχής Σιδήρου), από ελληνικές αποικίες, ιερά, ρωμαϊκούς οικισμούς και νεκροταφεία. Σημαντικά εκθέματα θεωρούνται: α)επιτύμβια στήλη, με το νεκρό εικονιζόμενο όρθιο με κοντό χιτώνα και χλαμύδα να αποχαιρετά τον κόσμο των ζωντανών, 450-400 π.Χ., β)ερυθρόμορφη πελίκη με παραστάσεις, στην μία όψη με απολλώνιο θέμα και στην άλλη με διονυσιακό, 440 π.Χ. γ) αναθηματικό ανάγλυφο του Θράκα ιππέα –από το 1992 αποτελεί το έμβλημα την Κομοτηνής-, που εικονίζεται με δόρυ στο δεξί χέρι και αριστερά δένδρο με τυλιγμένο φίδι και κάτω βωμός, αγριόχοιρος και σκύλος, 1ος αι. π.Χ. δ)σαρκοφάγος με παραστάσεις από τα Άβδηρα, 500 π.Χ. ε) αμφίγλυφη επιτύμβια στήλη (Αρχαιολογικού Μουσείου Αθηνών 40 –Κομοτηνής) όπου κύρια όψη εικονίζεται ο νεκρός και στην πίσω ο δούλος με το κυνηγετικό σκύλο (500 π.Χ.). το πάνω μέρος της στήλης εκτίθεται στο Εθνικό Αρχαιολογικό Μουσείο της Αθήνας, ενώ αυτό που υπάρχει στην Κομοτηνή είναι αντίγραφο. Το πιο εντυπωσιακό έκθεμα, αναμφισβήτητα, είναι η χρυσή προτομή του Σεπτιμίου Σεβήρου (193-211 μ.Χ.) την οποία φέραν οι imaginiferi του ρωμαϊκού στρατού. Το Μουσείο προσφέρει εκπαιδευτικά προγράμματα για μαθητές Δημοτικού και Γυμνασίου, τα οποία συνοδεύονται από εποπτικό υλικό και ειδικά φυλλάδια.