พิพิธภัณฑ์วัดพระธาตุดอยสุเทพตั้งอยู่ด้านทิศตะวันออกของพระบรมธาตุ เป็นที่รวมรวมและแสดงโบราณวัตถุที่สำคัญไว้ ภายในมีโบราณวัตถุที่สำคัญหลายประการ ได้แก่
          
          ๑. พระพุทธรูปโบราณ อาทิ พระพุทธรูปทองสำริด พระพุทธรูปไม้ พระพุทธรูปหิน มีทั้งศิลปะแบบเชียงแสน (พระสิงห์) และศิลปะพม่า
          
           ๒. เครื่องใช้ในพิธีกรรมทางศาสนา เช่น ขันแก้วตังสาม หีบธรรม ตู้คัมภีร์ เป็นต้น
          ๓. ภาพแกะสลักเรื่องราวพุทธประวัติและอื่นๆ
          ๔. เทวรูปของศาสนาพราหมณ์ ได้แก่ พระพรหม พระพิฆเนศร
          ๕. เด็ง หรือระฆังที่ใช้ในสมัยก่อน ทั้งแบบล้านนาและแบบพม่า
          ๖. เงินสกุลต่างๆ ทั่วโลก
          เมื่อนักท่องเที่ยวมาเยี่ยมชมวัดพระธาตุดอยสุเทพและนมัสการพระบรมธาตุแล้ว ก็ควรเข้าไปแวะเยี่ยมพิพิธภัณฑ์ด้วย นักท่องเที่ยวชาวต่างชาตินิยมเข้าไปเยี่ยมชม ซึ่งมีคำอธิบายโบราณวัตถุทั้งภาษาไทยและภาษาอังกฤษ เหมาะแก่การศึกษาเรียนรู้ถึงคติความเชื่อและวิถีชีวิตของคนล้านนานในอดีต
          โดยเฉพาะมิติความเชื่อทางพระพุทธศาสนา ดังจะสังเกตได้จากการนิยมสร้างพระพุทธรูปปางต่างๆ อย่างงดงามและมีศิลปะแตกต่างกันไป ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความศรัทธาในพระพุทธศาสนาของบุรพชนอย่างล้นเหลือ เพราะพระพุทธรูปต่างๆ นั้นล้วนสร้างจากงานฝีมือที่ผสมกับความเลื่อมใส
          ในมิติศิลปะ จะพบว่าโบราณวัตถุแต่ละชิ้นมีลักษณะงดงาม ประณีต ซึ่งแสดงให้เห็นถึงภูมิปัญญาของอดีตชนค้นล้านนาในกาลสมัยที่ล่วงมาแล้ว ภาพแกะสลักพุทธประวัติบนเนื้อไม้สักนั้น ดูน่าสนใจสำหรับผู้พบเห็น เนื่องจากในภาพนั้นมีความหมายที่ชวนให้ถอดรหัสของความสงสัยยิ่งนัก แต่เมื่อได้อ่านคำอธิบายแล้ว ยิ่งทำให้ศิลปะนั้นมีคุณค่ายิ่งขึ้น
          ในมิติทางศีลธรรม โบราณวัตถุทั้งหลาย เป็นตัวเชื่อมต่อระหว่างบุคคลกับความเชื่อทางศีลธรรม เมื่อได้พบได้เห็นโบราณวัตถุแล้ว ชวนให้เกิดศรัทธาในพระพุทธศาสนามากขึ้น อันเป็นการกระตุ้นจิตใจให้มีความอ่อนโยน ความสงบยิ่งขึ้น ภาพแกะสลักสวรรค์นรกที่แสดงในพิพิธภัณฑ์ แสดงให้เห็นถึงโทษของการทำชั่ว และผลของการทำดีอย่างชัดเจนตามหลักคำสอนของพระพุทธศาสนา
          ในมิติของการเรียนรู้ ก่อให้เกิดการเรียนรู้เปรียบเทียบถึงคติความเชื่อ ศิลปกรรม และวิถีชีวิตของผู้คนในอดีตกับปัจจุบันได้ค่อนข้างชัดเจน โบราณวัตถุบางอย่างเหลือไว้เป็นอนุสรณ์ โดยที่ปัจจุบันได้เลิกใช้ไปแล้ว ย่อมแสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงของสังคม และความเชื่ออย่างชัดเจน
         

ภายในพิพิธภัณฑ์		พระพุทธรูปเก่าแก่
นักท่องเที่ยวเดินชม		ภาพแกะสลักพุทธประวัติ

           ดังนั้น โบราณวัตถุทั้งหลาย ย่อมมีความหมายอยู่ในตัว และเป็นสิ่งที่ทรงคุณค่าทั้งทางด้านประวัติศาสตร์ ศิลปกรรม และด้านคติความเชื่อ การได้เข้าชมพิพิธภัณฑ์เป็นการแสวงหาคุณค่าให้กับชีวิตและจิตวิญญาณอย่างดียิ่ง โดยไม่เสียค่าเข้าชมแต่อย่างใด