Muzeum Melbourne znajduje się w Carlton Gardens obok
Royal Exhibition Centre. W budynku muzeum, oprócz głównych wystaw, znajduje się kilka sal widowiskowych i teatralnych, publiczne centrum badawcze, kino IMAX, kawiarnia i sklep z pamiątkami. Ekspozycje znajdują się w siedmiu galeriach głównych, galerii dla dzieci do lat 8 oraz w specjalnej trzypoziomowej galerii przeznaczonej na ekspozycje czasowe.
Najbardziej popularna wśród zwiedzających Galeria Nauka i Życie prezentuje szkielety różnych dinozaurów, płetwal błękitny karłowaty i niektóre ssaki. Galerie Mind and Body oraz Evolution opowiadają o budowie człowieka oraz o zmianach zachodzących w ludzkim umyśle i ciele podczas ewolucji. „Galeria Leśna” poświęcona jest naturze lasów Australii z żywymi ptakami, gadami i inną fauną.