陕西历史博物馆展厅面积11600多平方米，展出文物精品2700多件，展线总长2300米。展厅跨度大，层位高，视野广阔，照明设备灵活多用。整个陈列分为序言厅、基本陈列、专题展览、临时展览和已开辟为国际画廊的中央大厅等几个部分。馆内设有现代化文物库房、文物保护科技中心、图书馆、具备多种语言同声传译功能的报告厅。

博物馆序言厅位于中央大殿前端，陈列一尊巨大的千年石狮（唐代顺陵石狮复制品），衬以奔腾的黄河和黄土高原巨幅照片，引导观众去领略由黄土、黄河孕育出的古老文明。