1982 yılında modern binasına kavuşmuş ve bu tarihten sonra kendi binasında hizmet vermeye başlamıştır.

Adıyaman Müzesi binası, konum olarak şehir merkezinin en güzel yerinde, geniş-bahçeli, bodrum kat üzerine yapılmış tek katlı bir binadır. Eserler iki büyük salon ve bu salonu birbirine bağlayan ara salon ile iç bahçede sergilenmektedir. Aşağı Fırat Bölgesinde yapılan ve yıllarca süren yerli ve yabancı kazılar sonucu teslim edilen, satın alma ve diğer yollardan müzeye gelen eserler ile müze, bölgenin en zengin müzesi haline gelmiştir.

Adıyaman Müzesi içinde Paleolitik Döneme ait el baltaları, delici ve kesiciler; Kalkolitik Döneme ait pişmiş topraktan kaplar, Tunç Çağına ait süs eşyaları; Roma ve İslâm Dönemine ait seramik kaplar sergilenmektedir.Yine çeşitli dönemlere ait mühürler, kadın ve erkek takıları, insan ve hayvan figürinleri, mozaikler, altın, gümüş ve bronz sikkeler; yöreye ait etnografik eserler sergilenmektedir.