西北大学历史博物馆隶属文博学院领导。西北大学历史博物馆的前身是1939年建立的教育部西北艺术文物考察团文物室，以后先后更名为西北大学历史系文物室、西北大学考古专业文物陈列室、西北大学文物陈列馆。1996年正式定名为西北大学历史博物馆。是目前中国高校中建立时间较长、藏品丰富的高校博物馆之一，主要服务于历史学、考古学、文物学、博物馆学和文物保护技术学等相关学科专业的教学、科研，并在学校社会主义精神文明建设和对外交流中发挥着重要作用。是中国国家博物馆学会、西安碑林博物馆学会和中国博物馆学会高等学校专业委员会的团体会员。

西北大学历史博物馆现有馆舍约700平方米。博物馆陈列分为通史陈列展室、考古成果展室和校园考古出土文物展室三部分。馆藏各个时代的各类文物标本2万件左右，其中，三级以上文物130余组件。馆藏文物主要来源于文博学院考古专业的田野考古调查与发掘、兄弟单位交换调拨、社会各界人士捐赠及社会流散文物征集等，其中考古发掘出土品占了相当大的比例。陕西省是我国第一文物大省，西安市是周、秦、汉、唐等十三朝故都，丰富的文物资源和西北大学较强的文物考古科研力量，为博物馆的建设和发展、文物考古人才培养提供了良好的条件。目前馆舍面积约700平方米，馆藏文物标本约2万余件。其中，经鉴定的三级以上文物130余件（组）。

通史陈列展室的展品包括自旧石器时代到明清时期的典型文物标本。如旧石器时代的砍砸器和细石器，新石器时代的磨制石器和软陶泥，夏商周三代的甲骨文和青铜器，秦汉的瓦当、陶文，南北朝的瓷器和陶俑，隋唐的墓志和佛教遗物，宋至明清的陶瓷器等，形成了较为完整的体系。其中也不乏有较高的艺术与历史研究价值的文物，如被誉为“天下第一珍珠”的仰韶时期穿孔珍珠，罕见的仰韶文化陶塑人像和龙山时代的陶祖，商代藁城区遗址的青铜器，字迹清晰的8片殷虚甲骨刻辞，以“四神瓦当”为代表的一大批造型生动的秦汉瓦当，具有很高历史研究价值的秦封泥，十分难得的隋唐时期面食制品以及北宋的铜钹等。

在实际教学中，学生们置身于精美的历史文物回廊，亲手触摸、掂量文物，如此近距离地观察文物，使教学过程分外生动活泼，也培养了学生注重实践、勤于观察的良好学风。考古成果展室展出历年来考古专业教师与学生们考古发掘出土的重要文物。

西北大学考古专业成立于1956年，是我国高校中最早建立的考古专业之一。四十年多中，结合田野考古教学实习，先后参加了西安半坡博物馆、临潼姜寨遗址、周原遗址、秦始皇陵兵马俑坑、咸阳秦宫殿遗址等著名遗址的发掘，独立发掘了扶风案板遗址、老牛坡遗址、华县梓里遗址、商州区紫荆遗址、城固宝山遗址、万州中坝子遗址等。其中华县梓里仰韶文化墓葬的成组陶器，扶风案板遗址和宝鸡石嘴头新石器时代的大量陶、石、骨器，西安老牛坡遗址和城固宝山遗址的商代陶器的展出，大大丰富了西北大学历史博物馆藏品的种类和数量，提高了藏品级别。特别是案板遗址史前的陶抄、陶塑人像、喇叭口瓶，宝山遗址商代遗物有柄尊形杯、竹节形高柄器座、高柄豆、双??圈足尊等，具有重要的科研价值，受到学术界的普遍重视与关注。考古发掘品数量与质量的优势，对考古专业教学、研究起了极大的推动作用。

校园考古工作，在我国高校中史无前例，具有鲜明的特色。校园考古出土文物展室主要展示西北大学校园范围内发掘出土的汉、唐、明、清时期的大量文化遗物。其中最为重要的是属于唐朝太平坊实际寺的众多佛教文物，如石佛像、铜佛像、石佛座、净水瓶、三彩器以及瓦当范、石围棋盘和棋子等。由于唐代高僧鉴真大师曾在实际寺受俱足戒，故这些文物的发现与陈列，更是引起了国内外文物考古、历史和佛教界的高度重视。此前已在实际寺遗址上建亭立碑，以供观瞻，成为西北大学又一道古色古香的风景线。