Музей был создан 29 декабря 1870 года (10 января 1871 года по н. ст.) по инициативе интеллигенции г. Екатеринбурга - членов Уральского общества любителей естествознания. Музей связан партнерскими и дружескими отношениями с ведущими организациями культуры России. На его базе с 1990 х гг. действует единственный в регионе центр подготовки музейных реставраторов по программам и методике Государственного Эрмитажа. В 2013 г. на базе музея создан Центр инновационных музейных технологий. Основные экспозиции, рассказывающие о природе, этнографии и истории Урала, были открыты в 2005-2012 гг. Музей ведет интенсивную выставочную деятельность, привлекая к участию партнёров из ведущих музеев России, Германии, Израиля, США, Франции и т.д. В Екатеринбурге для посетителей действуют шесть музейных площадок, входящих в структуру Свердловского областного краеведческого музея - Музей истории и археологии Среднего Урала (пр. Ленина, 69/10), Музей природы (ул. Горького, 4), Музей Радио им. А.С. Попова (ул. Р. Люксембург, 9), Музейно-выставочный комплекс «Дом Поклевских-Козелл» (ул. Малышева), Музей плодового садоводства Среднего Урала (ул. Октябрьской революции, 40), Художественный музей Эрнста Неизвестного (ул. Добролюбова, 14).