该馆位于沁阳市覃怀东路，是在金代天宁寺旧址上建立起来的。1979年文管会成立之后，在此建立了文物保护区，集中搬迁了散存在辖区内各地的石刻文物，并通过周围居民搬迁逐步建起了文物库房，陈列展室、办公用房、山门、石刻廊房等建筑。
1984年11月正式建立沁阳博物馆。中国书协主席启功亲题馆名。沁阳博物馆是一处古建与园林相结合的建筑群体。主要布局由两部分组成。
博物馆现有面积10600多平方米，建筑面积2000多平方米。沁阳市博物馆以国家级文物保护单位天宁寺三圣塔为主体。馆中设苑，石苑内150米的长廊内陈列着历代石刻造像，书法碑碣和墓志石(《河内石苑石刻艺术陈列》)200多件，上自汉魏，下迄明清，以其宝贵的史料价值，卓越的造型艺术和精湛的书法技艺为国内外学者、艺术家和广大书法爱好者所珍视。此外沁阳市博物馆还有另外两个基本陈列：《沁阳革命史迹陈列》、《唐代大诗人李商隐陈列》。

沁阳博物馆位于沁阳市覃怀东路，是在原天宁寺旧址上建立起来的。天宁寺历史悠久，创建于隋代，时名长寿寺，唐武后时易名为大云寺，金代又更名为“天宁寺”，至明清达到鼎盛时期。民国之后，由于连年战乱，该寺才逐步衰落，解放后仅剩后部的三圣塔和唐代刻立的《大云寺皇帝圣祚之碑》，寺内其余建筑皆荡然无存。

1979年这里辟为文物保护中心，并征集搬迁了一大批文物，修复了山门、两厢、碑墙和河内石苑，这里已成为一处人们休憩、游览和接受知识教育的场所。在此基础上于1984年正式建立了沁阳博物馆，馆内除基本陈列展览外，还有石刻艺术陈列。二百余年的沧桑巨变，覃怀书院已荡然无存，该法帖也散于民间。经文物部门多年的调查征集已收集到五十余块，1994年石苑建成将其存于此间。
沁阳市博物馆以国家级文物保护单位天宁寺三圣塔为主体，前有雕梁画栋的仿宋式山门，后有大雄殿之台基，两侧为仿古建筑的展厅和办公用房，院内碑碣林立，错落有致，环境优雅，景色宜人。馆中设苑是沁阳博物馆的一大特色，苑内玉泉翠蔚，鱼跃荷池，中有古建与园林相结合的楼台亭榭，围建150多米的长廊内陈列着历代石刻造像，书法碑碣和墓志石。其中许多都是国内比较珍贵的精品和孤品，琳琅满目的石刻文物上自汉魏下迄明清，各以其宝贵的史料价值，卓越的造型艺术和精湛的书法技艺为国内外学者、艺术家和广大书法爱好者所珍视。国家级文物保护单位天宁寺三圣塔，建于金大定十一年（公元1171年），距今已有800多年的历史，居河南三大金塔之首。

三圣塔总高32.76米，由基座、塔身、刹顶三部分组成。方形基座占地140多平方米，高6.5米，其上置边长8.6米的须弥座，承托着十三层密檐式塔身。三圣塔外观仿唐，内结似宋。庞大的石造基座内为双环体壁，两壁中间设回廊走道。塔内为竖井式的方形通道，通道两壁有脚窝，可供游人攀登，通道至九层后从外部攀沿而上，才可登上十三层极顶。三圣塔最珍贵的是塔内保存了丰富的石刻资料，门额上有“玉泉龙宫藏”半月形刻石，左右线刻云龙和花卉图案，塔身第一层正中有铭石一方，具体记载了建塔者的姓名、简历、砖匠、木匠、泥匠以及烧砖的地点和人名，为金大定十一年六月一日刻。塔内有“隐瑞洞”、“腾云洞”还有泥石造像多尊。三圣塔是目前中国金塔中保存状况最好、形体最大、石刻资料最丰富的一座，具有一定的历史、艺术和科学价值。