موزه بزرگ خراسان در شهر مشهد مقدس دارای شش قسمت میباشد:
سالن موزه: سالن موزه خراسان دارای سه طبقه است که در آن ابزار سنگی، اشیاء سفالی، شیشهای، فلزی، قطعات گچبری و همچنین انواع نسخ خطی و چرمی قرار گرفته است. البته این اشیاء مربوط به دوران قبل از اسلام و بعد از اسلام و معاصر میباشد.
سالن نمایشگاهی و موزهای: در این سالن نمایشگاههای دورهای و فصلی از آثار تاریخی و آثار هنری هنرمندان معاصر برگزار میشود.
کتابخانه تخصصی: در کتابخانه تخصصی موزه بزرگ خراسان در حدود ۵۰۰۰ جلد کتاب، اسناد و عکسهای تخصصی وجود دارد و همچنین مکانی برای مطالعه پژوهشگران و علاقه مندان موجود میباشد.
سالن اجتماعات: در موزه بزرگ خراسان سالن اجتماعاتی با ظرفیت ۱۴۰ نفر با سیستمهای سمعی و بصری نیز موجود میباشد.
آزمایشگاه حفاظت و مرمت اشیاء تاریخی و تزئینات تاریخی: در این آزمایشگاه امکانات و تجهیزات کارگاهی و آزمایشگاهی حفاظت و مرمت آثار تاریخی موجود است و همچنین در این فضا پژوهش، مستند سازی و مطالعات اشیاء تاریخی و تزئینات معماری انجام میشود.
مخزن نگهداری اشیاء منقول تاریخی و تزئینات معماری: در این مکان پیشرفته ترین امکانات ضد حریق، ضد زلزله و آسیبهای جنگی موجود است که از آثار تاریخی و تزئینات معماری محافظت شود.