पुरातत्व संग्रहालय, सारनाथ भारतीय पुरातत्व सर्वेक्षण का सबसे पुराना स्थल संग्रहालय है। साइट से मिली प्राचीन वस्तुओं को संरक्षित और प्रदर्शित करने के लिए, सर जॉन मार्शल द्वारा सारनाथ में खुदाई वाले क्षेत्र के निकट एक ऑनसाइट संग्रहालय का निर्माण किया गया था, श्री जेम्स रैनसम द्वारा प्राचीन वस्तुओं को प्रदर्शित करने और अध्ययन करने की योजना बनाई गई थी। उनका सही दृष्टिकोण भवन योजना में एक मठ का आधा हिस्सा है।
संग्रहालयों में पाँच दीर्घाएँ और दो बरामदे हैं जो सारनाथ में पाए गए तीसरी शताब्दी ईसा पूर्व से बारहवीं शताब्दी ईस्वी तक की प्राचीन वस्तुओं को प्रदर्शित करते हैं। संग्रहालय में बड़ी संख्या में मूर्तियों, कलाकृतियों, देवी तारा की मूर्तियों, बोधिसत्व और प्रतिष्ठित अशोक का सिंहचतुर्मुख स्तम्भशीर्ष भी है जो कि 'भारत के राष्ट्रीय प्रतीक' के रूप में भी जाना जाता है।