泥河灣博物館位于陽(yáng)原縣城新區泥河灣文化廣場(chǎng)，占地20畝，主體二層，局部三層，長(cháng)91米，寬53米，高17米，建筑面積4623平方米，總投資4100萬(wàn)元，屬?lài)抑行驼桂^，是我省目前唯一，也是全國規模最大的舊石器專(zhuān)題博物館，可滿(mǎn)足5萬(wàn)余件出土文物的陳列展示。博物館平面呈半圓弧形，面向東北，30米高的“人”字型標志柱高高矗立，象征著(zhù)東方人類(lèi)從泥河灣走來(lái)，在外墻墻面上分布著(zhù)的條帶花崗巖，代表泥河灣標準地層。

泥河灣博物館展廳面積2145平方米，展廳的500余米長(cháng)展線(xiàn)分序言廳、四個(gè)主展廳、一個(gè)臨時(shí)展廳，主要展現泥河灣標準地層、泥河灣古湖、馬圈溝舊石器時(shí)代早期人類(lèi)餐食大象、侯家窯舊石器時(shí)代中期人類(lèi)獵馬、虎頭梁舊石器時(shí)代晚期細石器制造工廠(chǎng)及于家溝舊石器時(shí)代晚期采集業(yè)與農業(yè)萌芽等部分場(chǎng)景。同時(shí)采用繪畫(huà)、雕塑及聲、光、電等現代化科技手段，全景展現200萬(wàn)年前至一萬(wàn)年前泥河灣古人類(lèi)狩獵、采集、用火、進(jìn)食和制造工具的生產(chǎn)生活場(chǎng)面。該博物館分六個(gè)展區，各展廳采取環(huán)套結構相連，又各自分隔，自成體系。同時(shí)在主體建設中設計了大型文物儲藏室、資料檔案室和文物修復室。該館不論在建筑規模和藏品數量等方面均屬前列，與云南元謀人、北京周口店等國家級博物館一并成為世界考古科研基地。另外，在泥河灣遺址群內還將建設現場(chǎng)展覽館，作為博物館的有機組成部分，重點(diǎn)對小長(cháng)梁、虎頭梁、侯家窯、馬圈溝等重要遺址進(jìn)行扣棚永久性保護展覽，再現古人類(lèi)生活場(chǎng)景。

舊石器時(shí)代，是人類(lèi)開(kāi)始出現的時(shí)代，以打制石器為工具，人類(lèi)的體質(zhì)具有原始的特征，遺存與若干絕滅動(dòng)物共存，地質(zhì)時(shí)代屬于更新世，從距今250萬(wàn)年前開(kāi)始延續到距今1萬(wàn)年前為止。

該展區對馬圈溝、小長(cháng)梁、東谷坨、岑家灣、飛梁等遺址進(jìn)行復原。在展示時(shí)以當時(shí)自然環(huán)境和人類(lèi)活動(dòng)的壁畫(huà)與文物標本相呼應，展現人類(lèi)制造工具和使用工具的情景。采用繪景與真品結合的方式展出展品，挖空畫(huà)中人群拿武器的手部，放置真實(shí)的文物標本。突破一般博物館的陳列的定式，使觀(guān)眾直接了解遙遠而陌生的石器是如何制造和使用的。

在展示的同時(shí)滾動(dòng)播出馬圈溝遺址發(fā)掘攝像資料與飛梁遺址發(fā)掘現場(chǎng)錄像。

在北京中華世紀壇象征中華民族歷史長(cháng)河262米的青銅甬道第一級臺階上，鐫刻了泥河灣小長(cháng)梁遺址的名字，微縮復原世紀壇。