陳列館位於摸底河北岸，是壹座斜坡式的方形建築。屋頂的設計被建築師融入了金沙和考古的元素，大大的圓形標誌是金沙遺址博物館的鎮館之寶“太陽神鳥金飾”的圖案，圍繞著太陽神鳥圖案的正方形則象征著考古中使用的探方。陳列館也采用全鋼架結構，分為地上兩層，地下壹層。建築面積16000平方米，展廳面積5000平方米。陳列館中的主題陳列名為《走進金沙》。由“遠古家園”、“王都剪影”、“天地不絕”、“千載遺珍”、“解讀金沙”五個展廳組成。五個展廳的側重點各不相同，從不同的角度展示和詮釋了古蜀文化。每個展廳又根據其不同的展示內容，采取不同的展示手段，讓遊客每走進壹個展廳，都會有不同的感受。同時，陳列館利用多種現代科技手段來豐富陳列，當人們在展廳中聆聽渾厚的罄聲，玩壹玩富有趣味的小遊戲，完全不會感到枯燥與乏味。陳列館建有四維特效影院，定時播放4D電影《夢回金沙》，借助最新視聽技術，讓觀眾穿越3000年時空，領略杜宇王朝至開明王朝的古蜀國風采。陳列館還設有新聞發布廳、學術報告廳、金沙特色紀念品商店、品味金沙餐吧、服務咨詢臺、寄存處等服務設施。 遺跡館內是金沙遺址最為重要的考古發掘現場，是古蜀金沙王國的大型祭祀活動場所，也是目前中國保存最為完整的商周時期的大型祭祀活動場所。遺跡館建築采用全鋼架結構，面積7588平方米，高19米，跨度63米，是國內僅次於秦始皇兵馬俑的大型遺址現場保護大棚。原生態的展示方式不僅最大限度地保護了歷史遺跡和未出土文物，也給走進金沙遺址的觀眾帶來了視覺上的震撼。在這裏，觀眾壹方面可以實地感受3000年前古蜀王國祭祀活動的宏大氣派，另壹方面又能身臨其境，近距離觀看考古發掘現場，了解考古發掘的工作原理。
原狀展示：古老的河道、河道中埋藏的烏木都以原狀展示，用直觀的形式讓觀眾了解當初古蜀先民在河岸祭祀的場景。
圖文標示展示：重要遺跡遺物用圖版標識出土地點，並用文字說明文物出土時的埋藏情況。
考古地層展示：用阿拉伯數字標示探方四壁的地層劃分，讓觀眾直觀地了解金沙遺址所對應的地層。
圖版展示：利用步道旁的墻壁展示“圖說考古”，用漫畫的形式普及考古基本知識，生動、活潑，使博物館的小觀眾們更好的了解考古。
多媒體演示：用電視屏幕播放重要遺跡的考古發掘過程，真實地再現考古學家發掘文物的情景。 該館設置於陳列館二層西廳，面積約900平方米。陳列主旨是再現3000年前成都平原的生態環境。
采用高8.7米、長57米，面積達500平方米的大型想象復原半景畫。畫中，碧野藍天下的摸底河水淙淙流動，綠草叢中鶯歌燕舞、萬獸嬉戲，林蔭掩映著古樸的民居，遠處傳來狩獵歸來的歡聲笑語。在這裏，畫布與實景相結合，聲、光、電相結合，虛與實和諧自然地交融在壹起，拉近了現實與過去的時空距離，也激起了現代人對田園生活的向往。大詩人李白所描述的“九天開出壹成都，千門萬戶入畫圖”的場景被真實再現。
金沙晨曦復原景觀：大型半景畫中的仿真人物雕塑和場景式復原。
大型遺跡套箱展示：這是以原狀套箱的形式從金沙遺址取出的壹處大型祭祀遺跡，博物館將其整體平移至壹展廳，與半景畫緊密連接，並對應展示發掘現場的照片。
定向查詢系統：國內首創定向查詢系統。觀眾只要將查詢系統與半景畫中相關的位置對應，就會出現背景資料的介紹。
擊拍式查詢系統：展示世界各地早期文明的圖片，並將金沙遺址與各地文明作地理位置的比較。 基本信息：
設置於二層東廳，面積約900平方米。陳列主旨為展示3000多年前古蜀國社會生活的方方面面。
巧妙地使用不規則的“碎片拼接”形式，把考古發掘成果、場景復原和高科技手段有機結合，沿著展線緩緩呈現出壹幅幅金沙先民生產生活的剪影：居所、工具、燒陶、冶鑄、制玉、墓葬……
展示島：在這裏，告別了傳統的方形展櫃的陳列方式，用不規則的展示島的形式將不同內容進行串聯，還原了古蜀金沙王國生產生活、手工業技術和喪葬習俗等各個方面。
展示手段：展覽中穿插運用場景、實物、模型、沙盤、聲光電等輔助手段，即使陳列空間豐富多彩，又讓觀眾能在參觀中不斷獲得新鮮感。
大型建築基址：采用多種手段對金沙遺址發現的大型建築進行展示，包括遺址內發現的木建築構件、三合花園建築群復原模型、照片、三合花園地點大型建築群修建過程虛擬影像及電子虛擬書等手段。全方位立體展示金沙遺址大型建築的宏大。
水井：水井的發明，是隨著人們農業生產的發展和定居生活出現的，是人類生產力進步的標誌。將水井的原件和其使用方法配合展示，讓觀眾了解到3000多年前的古蜀先民已經開始了鑿井而飲的生活。
灰坑：灰坑是古代人類生產生活留下的遺跡之壹，可能是垃圾坑、儲物坑或祭祀坑，包含了很多當時在此生活的人們有意或無意留下的物品。在此將灰坑整體套箱，形成了發掘場景與出土文物的對應展示。
木耜：耜是古代翻土的農具。金沙遺址出土的這件木耜長142厘米，是目前我國唯壹壹件保存較為完整的商周時期的木制農具，也是成都平原稻作農業發達興盛的重要物證。模擬的人形手拿木耜作翻土狀，讓觀眾直觀的了解耜的使用方法。
陶器：陶器是現代考古中發現最多，最富於時空變化的壹類器物，因此成為考古學劃分不同文化區域、文化階段、文化性質的重要依據。從金沙遺址出土的眾多陶器，可看出其發展演變的三大時期。
金器銅器殘件：金沙出土的金器種類豐富，工藝精湛。大多采用自然砂金加工而成，含金量達83.3%-94.2%。在制作上采用錘揲、剪切、打磨、刻劃、塹刻、模沖等多種技法。出土的銅器系範鑄而成，多為小型器物及大型禮器上的附件。以素面居多，部分銅器采用了墨繪、穿孔、鑄紋、立體附飾等裝飾手法。對小型金、銅器殘件以斜平櫃展示，並輔以文字介紹。
制玉工藝：留有加工痕跡的玉器殘件展示。這裏每壹件玉器上都留下了明顯的加工痕跡，從這些痕跡上觀眾能夠了解古蜀先民制玉工藝的成熟和先進。金沙玉料大多來自成都平原西北部山區，另有部分可能取自附近河灘、玉料呈色豐富多彩，玉工多依此特點因料施工。
“幻影成像”：利用光學原理和“實景造型”相結合的方式展示金沙制玉工藝流程。這種繪聲繪色，虛幻莫測的演繹方式非常直觀，能給觀眾留下很深的印象。制作玉器要經過采料、選料、開料、切割、鉆孔、刻紋、鏤空、掏雕、打磨、拋光等多項工序，往往需要經年累月才能完工。 設置於壹層東廳，面積約1000平方米。陳列主旨是突出古蜀人“溝通天地”的內容主題，再現古蜀國宗教祭祀的恢宏，讓現代人體會古人的精神世界。
幽暗的燈光、垂降的紗網營造出莊嚴、神聖的氛圍，集中展示的金器、銅器、玉器、石器、象牙、蔔甲等精美文物彰顯出這個古老王國曾有的璀璨與神奇，也是古蜀宏大宗教祭祀活動的真實寫照。在展線設計上自由靈活，讓觀眾在參觀時可以隨意選擇。
入口：用鐵紗網分割出壹條長長的通道，運用燈光營造出時空隧道的感覺，引領遊客穿越到3000多年前的古蜀金沙。通道的盡頭是金沙遺址出土文物“青銅立人像”的巨大投影，通道中響起的是金沙古老的樂器石罄的聲音，讓觀眾切身體會古蜀國祭祀活動的莊嚴和神聖。
玉器：玉器被遠古先民視為自然造化之精髓，天地靈氣之結聚，是奉獻給諸神的聖潔之物。在祭祀活動中，玉器成為通天地、禮四方，祀鬼神的社稷重器。金沙遺址出土玉器2000多件，色彩艷麗，種類繁多，用矩形展櫃分類展示玉器，並在展櫃上方配以紗網，讓觀眾感受到金沙遺址出土玉器的豐富，也體會到古人以玉溝通天地的神秘思想。
象牙：金沙出土了數量眾多的象牙，它們是古蜀人奉獻給天地神靈的重要祭品。從埋葬情況看，每次祭祀活動使用象牙的數量和方式都有不同。展廳中所陳列的象牙是采用有機矽膠灌封技術，整體封存起來。這種方式不僅能讓觀眾直觀感受到3000多年前象牙體量的巨大，同時使象牙處於壹個相對穩定的環境，最大限度的降低了展陳對象牙的損害。
石璧：是古蜀祭祀活動中特殊的禮儀用器。
石跪坐人像：展出跪坐石人7件，其造型優美、栩栩如生，是中國發現時代較早、制作精美的石雕藝術品。
該館設置於壹層西廳，面積約900平方米。陳列主旨是展示以“太陽神鳥”金飾為主的30余件金沙遺址出土的精華之最的文物。
整個展廳的展陳設計都是緊緊圍繞金沙遺址博物館的鎮館之寶“太陽神鳥”金飾展開的。以陳列“太陽神鳥”金飾的圓形展臺為中心，周圍圍繞四組扇形展櫃，將金沙遺址出土的眾多精品文物富有層次地展示在觀眾眼前。高貴燦爛的金器、神秘詭異的青銅器、色澤艷麗的玉器和生動寫實的石器，無不展現出金沙先民關於族群的歷史記憶，凝聚著壹個時代文化藝術的精氣神髓。
輔助展廳：展廳右側環形空間內的圖片展板將世界各地的出土文物與金沙文物進行了比較說明，成為第四展廳《千載遺珍》的合理外延。
“太陽神鳥”金飾： “太陽神鳥”金飾陳列在四展廳的中心位置，可旋轉的圓形展臺可以讓觀眾從不同的角度欣賞這件精美的文物。展臺上方是象征著天際的紅色藻井，壹道天光從天而降直射在這件靈秀的金飾上，黃金的熠熠光輝在這裏更被無限釋放，紅色和黃色的結合讓我們聯想到3000多前古蜀先民對太陽的崇拜，而這種獨特的展出方式也彰顯出這件鎮館之寶的崇高地位。
金面具：黃金面具是金沙遺址2007年2月12日新發掘出土的文物。這件面具是目前國內年代最早、保存最完整、體量最大的黃金面具，也是金沙遺址博物館的四大國寶之壹。四展廳在設計之初，就考慮到金沙遺址的考古工作並未結束，隨時都可能有考古驚喜帶給大家，因此預留了新文物的陳列空間，而這件面具就是開館後半年才入館展出的。它所陳列的位置和“太陽神鳥”金飾在壹條直線上，和“太陽神鳥”金飾交相輝映，散發著璀璨的光彩。
該館設置於底層西廳，面積約830平方米。陳列主旨是梳理四川地區古蜀文化秦以前的發展脈絡，讓遊客了解金沙遺址的來源和去向。
中央沙盤展示了古蜀文明的分布區域及其與周邊文化的緊密聯系。寶墩文化——三星堆文化——金沙·十二橋文化——晚期蜀文化的文明歷程通過圖片展板和出土文物表現得淋漓盡致，金沙文化輝煌燦爛的歷史背景豁然開朗，文化發展的真實脈絡日漸清晰。
古蜀形勢沙盤：空間布局以中央沙盤為核心，圍合出半封閉的主題空間。明朗的基調，簡練的線條，傳遞出古蜀歷史的悠久與厚重。此模型示意性地表示出以蜀地為中心的蜀文化圈與周邊地區文化圈的相互關系。
器物展示：精心制作、量身打造的大量輔助展具與燈光照明系統有機結合，兼顧了文物的藝術美感和展品安全。近幾十年來，在成都平原及四川盆地周邊地區，已發現了幾十處與金沙相類似的商周時代遺存。它們如漫天星鬥，形成眾星拱月之勢，烘托出此時金沙作為古蜀國政治、經濟、宗教、文化中心的顯著地位，它們與金沙遺址壹起，***同構架出商代晚期至西周時期古蜀王國雄渾壯闊的社會歷史背景。
迷霧：金沙遺址的發現，填補了古蜀史研究的空白，開啟了古蜀歷史研究的新篇章。人們在慶幸於此找到三星堆余脈和戰國蜀文化源頭之時，卻被更多的謎團所困擾。近幾年的發掘與研究、雖然揭開了金沙神秘面紗的壹角，但仍有許多謎團壹時無法解答，尚待人們去上下求索。