沈陽工業博物館由原鑄造博物館（沈陽鑄造廠車間原址）改擴建而成，由省、市、區政府聯建，是目前國內最大的綜合性工業博物館。博物館于2011年5月18日奠基開工，整體建筑采用新老建筑結合的建筑方式，占地面積5.1萬平方米，建筑面積4.3萬平方米，2013年9月1日正式對外開放，是國家二級博物館、全國愛國主義教育基地、國家AAAA級景區、省級文物保護單位。鑄造館所在的沈陽鑄造廠一車間原址先后被評為國家工業遺址、省級節能型公共機構。

  博物館對外開放的基本陳列有通史館、機床館、鑄造館、汽車館、鐵西館、冶金機械展區和外國機床展區。

  通史館占地面積2300平方米，共分四個單元，主要展示近代以來中國工業發展脈絡，重點展示新中國成立后，特別是改革開放以后中國工業發展成就。

  機床館占地面積2300平方米，主要展示新中國成立后全國各地主要機床廠生產的各類機床。館內機床按照機床生產年代不同，技術由簡單到復雜進行排列。

  鑄造館、汽車館、鐵西館、冶金機械展區和外國機床展區所在場地是原沈陽鑄造廠的大型車間原址，始建于1939年，2007年改建為沈陽工業博物館的前身—沈陽鑄造博物館，2013至2018年優化展陳布局，由原來單一展館增加到現在的3展館2展區。

  博物館還為特色行業、階段性科研成果展示、新產品發布提供平臺。

  沈陽鐵西曾被稱為“共和國工業長子”，見證了中國工業的百年變遷，沉淀了城市工業文化，博物館就是公眾了解中國工業發展脈絡的一本很好的教科書，同時也為弘揚共和國長子情懷，振興東北老工業基地提供了強大的精神財富。

  博物館年均接待觀眾50余萬人次，每天上午10點和下午2點設兩場公益講解服務。