พิพิธภัณฑสถานแห่งชาติสุรินทร์ มีการจัดแสดงเป็น 4 ส่วน คือ อาคารที่ 1 เป็นโถงทางเข้าและทางเดิน อาคารที่ 2 เป็นส่วนการศึกษา ประกอบด้วย ห้องประชุม ห้องกิจกรรม ห้องรับรอง ห้องสมุด อาคารที่ 3 เป็นอาคารจัดแสดงและสำนักงาน ประกอบด้วย ห้องนิทรรศการถาวร ห้องนิทรรศการชั่วคราว ห้องทำงานเจ้าหน้าที่ อาคารที่ 4 เป็นคลังพิพิธภัณฑ์ ประกอบด้วย ห้องคลังโบราณวัตถุ ห้องปฏิบัติการอนุรักษ์และสงวนรักษา

          เนื้อหาการจัดแสดงในห้องนิทรรศการ ของพิพิธภัณฑสถานแห่งชาติ สุรินทร์ กรมศิลปากรได้รับความร่วมมือจากผู้ทรงคุณวุฒิในท้องถิ่นช่วยค้นคว้าและรวบรวม แบ่งออกเป็น 5 เรื่อง คือ ธรรมชาติวิทยา โบราณคดี ประวัติศาสตร์เมือง ชาติพันธุ์วิทยา และมรดกดีเด่นประจำจังหวัด โดยจัดแสดงในอาคารที่ 3 ดังนี้ ชั้นล่าง จัดแสดงเรื่องราวเกี่ยวกับธรรมชาติวิทยาในด้านต่างๆ ประวัติศาสตร์โบราณคดีตั้งแต่สมัยก่อนประวัติศาสตร์ จนถึงสมัยกรุงศรีอยุธยา ประวัติศาสตร์เมืองตั้งแต่กรุงศรีอยุธยาจนถึงปัจจุบัน และมรดกดีเด่นในเรื่องการเลี้ยงช้าง ชั้นบน จัดแสดงเรื่องราวเกี่ยวกับชาติพันธุ์ของชาวไทยเชื้อสายเขมร ชาวไทยเชื้อสายลาว ชาวไทยเชื้อสายกูย และชาวไทยโคราช ที่มีถิ่นอาศัยอยู่ในจังหวัดสุรินทร์ และมรดกดีเด่นในงานหัตถกรรมและศิลปะการแสดงพื้นบ้านในด้านต่างๆ

          1. ธรรมชาติวิทยา ในส่วนนี้จัดแสดงเรื่องกายภาพของจังหวัดสุรินทร์ เนื้อหาประกอบด้วย สภาพภูมิประเทศ ภูมิอากาศ ลักษณะทางธรณีวิทยา ปฐพีวิทยา ทรัพยากรธรรมชาติต่างๆ เช่น ดิน น้ำ ป่าไม้ สัตว์ป่า อุทยานแห่งชาติ เป็นต้น นอกจากนี้ยังจัดแสดงเรื่องข้าวและการทำนาด้วย เนื่องจากพื้นที่ของจังหวัดสุรินทร์ เป็นแหล่งปลูกข้าวหอมมะลิที่มีคุณภาพดี แห่งหนึ่ง โดยใช้เทคนิคการจัดแสดงที่น่าสนใจ เพื่อให้ผู้ชมมีความเข้าใจเนื้อหา และเกิดความเพลิดเพลินในการเข้าชม

          2. ประวัติศาสตร์โบราณคดี มีเนื้อหาเกี่ยวกับพัฒนาการของผู้คน ตั้งแต่สมัยก่อนประวัติศาสตร์ ที่พบหลักฐานในจังหวัดสุรินทร์ตั้งแต่เมื่อ ประมาณ 2,000 - 1,500 ปีมาแล้ว สมัยวัฒนธรรมทวารวดีซึ่งเริ่มประมาณพุทธศตวรรษที่ 12 - 13 สมัยวัฒนธรรมขอมมีอายุประมาณตั้งแต่พุทธศตวรรษที่ 12 - 18 จนถึงสมัยวัฒนธรรมล้านช้าง-อยุธยาในพุทธศตวรรษที่ 24 ในการจัดแสดง จะจำลองสภาพชีวิตและพิธีกรรมการฝังศพ ครั้งที่สองในสมัยก่อนประวัติศาสตร์ โบราณวัตถุ ศิลปวัตถุสมัยทวารวดี ขอม และอยุธยา-ล้านช้าง ที่พบในจังหวัดสุรินทร์ หุ่นจำลองโบราณสถานประกอบการฉายวีดีทัศน์ เพื่อให้ผู้ชมได้เกิดความเข้าใจ ในการศึกษาทางด้านโบราณคดี และประวัติศาสตร์ ศิลปะที่พบในจังหวัดสุรินทร์

          3. ประวัติศาสตร์เมือง เนื้อหาในส่วนนี้นำเสนอเกี่ยวกับประวัติศาสตร์ของจังหวัดสุรินทร์ โดยเริ่มจากชาวกูยช่วยจับช้างเผือกที่หลุดมาจากกรุงศรีอยุธยา และได้รับความดีความชอบตั้งเป็นบ้านเมือง การปฏิรูปการปกครองมาเป็นระบบเทศาภิบาลและระบอบประชาธิปไตย ตามลำดับ นอกจากนี้ ยังมีเนื้อหาเกี่ยวกับประวัติศาสตร์ด้านเศรษฐกิจ สังคม ประชากร และการศึกษา ในการจัดแสดง จะจำลองเหตุการณ์สำคัญในประวัติศาสตร์เมืองสุรินทร์ เช่น การจับช้างเผือก การเดินรถไฟมาถึงจังหวัดสุรินทร์ สภาพตลาดการค้าในยุคแรกๆ สภาพการศึกษาในอดีต โดยจำลองลงในตู้จัดแสดง ให้ผู้ชมสามารถซึมซับเรื่องราวทางประวัติศาสตร์ ของเมืองสุรินทร์ในอดีตมาจน เป็นจังหวัดสุรินทร์ปัจจุบัน

          4. ชาติพันธุ์วิทยา เนื้อหาจะกล่าวถึงประชากรในจังหวัดสุรินทร์ ที่ประกอบด้วยชน 4 กลุ่มใหญ่ คือ ชาวกูย กลุ่มชนที่มีความสามารถในการจับและฝึกช้าง ชาวเขมร กลุ่มชนดั้งเดิมที่อาศัยอยู่ในจังหวัดสุรินทร์มานานแล้ว ชาวลาว กลุ่มชนที่อพยพเข้ามาอยู่หลังสุด และชาวไทยโคราช เป็นชนที่มีถิ่นฐานเดิมอยู่แถบจังหวัดนครราชสีมา ในการจัดแสดง จะจำลองให้เห็นวิถีชีวิตของคนกลุ่มต่างๆ โดยการจำลองบ้านเรือน หุ่นจำลองการประกอบพิธีกรรมของชาวไทยกูย ไทยเขมร ภาพถ่ายและภาพวาดเกี่ยวกับขนบประเพณี และสภาพความเป็นอยู่ของชาวไทยลาวและชาว ไทยโคราช ซึ่งจะสื่อถึงสภาพวิถีชีวิต ลักษณะเด่นทางวัฒนธรรมของแต่ละกลุ่มชน ที่ประกอบกันเป็นคนสุรินทร์ในปัจจุบัน นอกจากนี้ ยังมีข้อมูลต่างๆ ที่เกี่ยวข้องบรรจุอยู่ใน Computer Touchscreen ให้ศึกษาค้นคว้าได้โดยละเอียด

          5. มรดกดีเด่น เนื้อหาจะกล่าวถึงมรดกทางวัฒนธรรม ของจังหวัดสุรินทร์ที่โดดเด่นและเป็นที่ รู้จักโดยทั่วไป คือ งานศิลปหัตถกรรม ได้แก่ การทำเครื่องประดับเงินและการทอผ้าไหม ศิลปการแสดงพื้นบ้าน ได้แก่ การแสดงเรือมต่างๆ การละเล่นเจรียงแบบต่างๆ รวมถึงดนตรีพื้นบ้าน เช่น วงกันตรึม และการเลี้ยงช้าง ซึ่งเป็นเอกลักษณ์ที่โดดเด่น เป็นที่รู้จักของคนทั่วโลก ในส่วนการจัดแสดง จะใช้หุ่นจำลอง ภาพถ่าย และวีดีทัศน์ เป็นสื่อให้เห็นถึงการผลิตและใช้ประโยชน์จากงานหัตถกรรม หุ่นจำลองและวีดีทัศน์เรื่องการจัดแสดงศิลปหัตถกรรมพื้นบ้าน ฉากจำลองบรรยากาศหมู่บ้านเลี้ยงช้าง และวีดีทัศน์ ให้ผู้เข้าชมได้ทราบถึงมรดกภูมิปัญญาท้องถิ่นสุรินทร์ ที่มีมาในอดีตและยังคง รับใช้ชุมชนอยู่ในปัจจุบัน โบราณวัตถุที่จัดแสดง จัดแสดงตัวอย่างพันธุ์พืชและสัตว์ เครื่องมือ เครื่องใช้สมัยก่อนประวัติศาสตร์ ประติมากรรมและชิ้นส่วนสถาปัตยกรรมเขมร อาวุธโบราณ เครื่องประดับเงิน ผ้าไหม ฯลฯ