В здании площадью 3000 квадратных метров на центральной площади города Волгодонска – площади Победы размещены основные экспозиции музея, а также временные выставки - в 12 экспозиционных залах, торжественные мероприятия различных уровней, а также многочисленные культурно-образовательные мероприятия проходят в современном конференц-зале.

Музей размещен в памятнике донской бытовой архитектуры «Казачий курень начала XIX века» по адресу: город Волгодонск, улица Рабочая,11.

В экспозиции представлены произведения иконописи и металлопластики XVI – начала ХХ веков, кресты, складни, предметы культового назначения, макеты донских православных храмов.

Музей обладает богатой и интересной по составу археологической коллекцией, охватывающей хронологический период от палеолита до позднего средневековья. Собрание археологии насчитывает около 35 тысяч музейных предметов.

Экспозиция создана на основе военных реликвий из фондов музея. Это подлинные боевые награды, уникальные документы и фотоснимки, оружие, обмундирование и личные вещи солдат и офицеров Рабоче-крестьянской Красной армии.

История I и II Донских округов Области Войска Донского (ХVI - начало ХХ веков) представлена в подлинных экспонатах из фондового собрания музея.

Экспозиция расскажет о том, как в степи появился Волго-Донской судоходный канал и Цимлянское море, о людях, которые построили грандиозные гидротехнические сооружения, город Волгодонск.

В 2024 году ГБУК РО «Волгодонский эколого-исторический музей» вошел в число победителей Национального проекта «Культура», в рамках которого был создан мультимедиа гид на русском и английском языках с технологией дополненной реальности по выставке «Православная икона на Дону».