Muzeum w Bytomiu powstało w wyniku działań pasjonatów, którzy już w 1910 roku założyli Bytomskie Towarzystwo Historyczne i Muzealne (Beuthener Geschichts- und Museumsverein). Zbiory pochodziły głównie z prywatnych kolekcji oraz z archiwum miejskiego. Z początku muzeum nie posiadało stałej siedziby, co nie przeszkadzało w powiększaniu liczby zgromadzonych eksponatów. Potem jego siedzibą stał się dom w miejscu obecnego budynku „Gloria”.
W 1928 roku właścicielem instytucji stało się miasto Bytom. Wkrótce przystąpiono do budowy nowoczesnej siedziby, przy ówczesnym placu Moltkego (dziś pl. Sobieskiego). W latach 1929-1931 stanął okazały budynek, zaprojektowany przez Oscara Goltza, Alberta Stütza i Herberta Hettlera. W roku następnym do gmachu wprowadziło się Górnośląskie Muzeum Krajowe.
Muzeum w Bytomiu było przed wojną jednym z elementów walki propagandowej, toczonej pomiędzy Niemcami i Polakami. W 1939 roku, po zwycięskiej kampanii wrześniowej, Niemcy przenieśli część zbiorów z katowickiego, polskiego Muzeum Śląskiego do Bytomia, a sam nowy gmach muzealny w Katowicach zburzyli. W 1945 roku zbiory zostały ewakuowane na Zachód, lub zniszczone i rozszabrowane. Wkrótce jednak, siłami polskich muzealników, instytucję przywrócono do życia.
Obecnie w muzeum funkcjonują działy: Archeologii, Etnografii, Historii, Historii i Kultury Lwowa i Kresów Południowowschodnich, Przyrody, Sztuki. Ponadto instytucja prowadzi bibliotekę oraz działalność edukacyjną i wydawniczą.
W gmachu głównym obejrzeć można następujące wystawy stałe: poświęcone przyrodzie („Środowiska Przyrodnicze Górnego Śląska – Lasy”, „Przyroda Górnego Śląska. Wody i mokradła”), etnografii („Z życia ludu śląskiego XIX -XX w.”) oraz sztuce („Galeria Malarstwa Polskiego”). Niezwykle bogaty jest katalog wystaw czasowych, prezentowanych w gmachu głównym oraz budynku przy ul. Korfantego. Sala Gorczyckiego tamże jest miejscem częstych koncertów muzyki klasycznej.
