《吐鲁番地区通史陈列展》主要展出吐鲁番市自中华人民共和国成立以来考古出土、征集、采集、捐赠的文物精品。它在原博物馆出土文物陈列展的基础上进行了全面调整，突破了以往固有的通史陈列平铺直叙的樊篱，着重突出吐鲁番盆地四千年历史的亮点，所陈列的文物不仅丰富多彩，具有浓厚的地方特色，而且众多的文物还是最新出土首次展出的，采取了文物陈列与部分复原和多媒体观看相结合的现代化形式，使整个陈列静中有动，处处彰显新意，颇受广大游客好评。整个展览以时间为线索，从刀耕火种的远古到经济繁荣的西州再到清代的吐鲁番郡王，共分为7个单元8个部分，在900多平方米的展厅里向观众展示了吐鲁番灿烂悠久的文化积淀。主要陈列吐鲁番地区发掘的历史文物精品323件，其中国家一级文物16件，二级文物24件，三级文物18件。该馆所展出的文物主要有以红色彩陶和素陶为代表的、有着明显地方特征的早期文化遗存、大量的丝织品是丝绸之路上的典型文物，有石、陶、木、铜、铁、锦、绢、纱、金、银器和文书、毛麻丝织品、木雕、泥塑、绘画、粮食、干果及各类食品，上起石器时代，下至明清，其中大部分文物是古墓中的发掘品，少部分是民间征集品。共展出文物323余件，其中一级文物16件，二级文物24件，三级文物18件。十六国时期的共命鸟纹刺绣、唐代的花鸟纹锦等都是稀世之宝；举世闻名的吐鲁番出土文书有契约、籍帐、官府文书、私人信札等，是研究魏晋南北朝以及隋唐史的重要资料，粟特文、回鹘文、梵文等古代少数民族文书是研究少数民族古文字的珍贵资料。
《吐鲁番出土文书、金银币精品展》为吐鲁番博物馆专题陈展的一大特色。文书是一种记录信息、表达意图的文字材料。吐鲁番由于气候干旱，降水量少，地下水位低，为地下有机质物的保存创造了良好的条件。
吐鲁番文物局、研究院在馆藏文物延缓自然老化、防止损伤、物理生物因素的破坏等方面，主要采取保护有机质类文物为主，可分为纺织品类和纸张类，其中纺织品类又以毛织物为主，同时，还包括少量的绢、棉、丝等文物；而纸质品类几乎为吐鲁番出土文书，个别为纸鞋、纸帽。依照吐鲁番文物局、研究院设施条件，对文物藏品的保护主要以清洗、加固为主要手段，其目的是有利于藏品的保存，延长藏品的保存时间，有利于今后对吐鲁番的研究。
