西北师范大学博物馆现设有历史文物馆、校史馆、动物标本馆和植物矿物标本馆四个展馆，馆舍面积2000平方米。馆藏有商周至清朝不同历史时期的各种文物1500多件，其中国家三级以上文物191件。主要包括青铜器、甲骨文、陶瓷器、古文书、古钱币等。其中，有闻名于世的“敦煌写经卷”，珍贵的“西夏印”、“西夏腰牌”，驰名中外的“甘肃彩陶”，流光溢彩的名贵青瓷等；馆藏有古生物化石300余件，动物标本1500余件，植物标本170余件，地矿标本700余件。其中，有包括采集于甘肃永靖目前国内馆藏最大的“恐龙足印化石”标本，甘肃和政距今1300万年前的世界仅存十件之一的“库班猪化石”标本，甘肃肃北距今2.4亿年前的“鱼类化石”标本和距今1.3亿年前保存完整率达75%以上的“恐龙（禽龙）骨架化石”标本，甘肃和政距今600万年前的“大唇犀头骨化石”标本和“布氏和政羊头骨化石”标本等，有世界珍稀野生保护动物“朱鹮 ”标本，分布于甘肃境内的国家一级保护动物“金丝猴”、“雪豹”、“野驴”、“斑尾榛鸡”标本，国家二级保护动物甘肃省省鸟“红腹锦鸡”标本，珍稀无脊椎动物“红珊瑚”、“海豆芽”、“酸酱贝”、“中国鲎”、“阿波罗绢蝶”、“双珠大绢蝶”标本等。有珍贵的“石英晶体”标本和宝石级的矿物标本如刚玉、黄玉、绿柱石、海蓝宝石及20世纪50年代民主德国赠送的来自欧洲27个国家和地区的200余件矿物标本等.。