พิพิธภัณฑสถานแห่งชาติ เชียงแสน จัดเป็นพิพิธภัณฑสถานแห่งชาติสาขาประจำแหล่งโบราณคดี การจัดแสดงมุ่งเน้นในทางโบราณคดีและประวัติศาสตร์ศิลปะ ที่เกี่ยวข้องกับการตั้งหลักแหล่งของชุมชน ตั้งแต่ระยะแรกเริ่มสมัยก่อนประวัติศาสตร์จนถึงสมัยประวัติศาสตร์

การจัดแสดงในพิพิธภัณฑสถานแห่งชาติ เชียงแสน แบ่งออกเป็น 2 ส่วน ได้แก่

1.อาคารจัดแสดงหลัก ชั้นล่าง แบ่งออกเป็น 5 หัวเรื่อง ได้แก่ เรื่องภูมิสถานเมืองเชียงแสน เรื่องเชียงแสนสมัยก่อนประวัติศาสตร์ เรื่องลวดลายปูนปั้นจากวัดป่าสัก เรื่องพระพุทธรูปศิลปะล้านนาเมืองเชียงแสน เรื่องศิลาจารึกในจังหวัดเชียงราย

ชั้นลอย แบ่งเป็น 2 หัวเรื่อง ได้แก่ เรื่องโบราณสถานที่สำคัญในเมืองเชียงแสน เรื่องโบราณวัตถุที่ได้จากการขุดค้นและขุดแต่งทางโบราณคดี ตั้งแต่ปี พ.ศ.2500-ปัจจุบัน ทั้งในเมืองเชียงแสนและพื้นที่อื่นๆ ในจังหวัดเชียงราย อาทิ พระพุทธรูป เครื่องประดับเจดีย์ แผ่นอิฐมีจารึก และเครื่องสำริด

2.อาคารจัดแสดงส่วนขยาย แบ่งออกเป็น 4 หัวเรื่อง ได้แก่ เรื่องเครื่องถ้วยล้านนาในจังหวัดเชียงราย นับเป็นการศึกษาค้นคว้าเรื่องเครื่องถ้วยล้านนาที่ผลิตจากแหล่งเตาเผาในจังหวัดเชียงราย ส่วนเรื่องถัดมาจัดแสดงเกี่ยวกับชาติพันธุ์วิทยา ได้แก่ เรื่องชีวิตความเป็นอยู่ของกลุ่มชนแถบลุ่มน้ำโขง เครื่องมือทำมาหากินในชีวิตประจำวัน เครื่องดนตรีพื้นเมือง ดาบและอาวุธต่างๆ 

เรื่องเชียงแสนในอดีต และเรื่องการเข้ามาของกลุ่มชนต่างๆ เช่น ไทยลื้อ ไทยใหญ่ รวมทั้วชาวไทยภูเขา

นอกจากนั้น พิพิธภัณฑสถานแห่งชาติเชียงแสน ยังได้รวบรวมวัตถุหลักฐานและเรื่องราวที่เกี่ยวเนื่องกับวัฒนธรรม ศาสนา และความเชื่อ โดยจัดแสดงโบราณวัตถุ ศิลปวัตถุ ทางศาสนา ความเชื่อ และขนบธรรมเนียมประเพณีของกลุ่มชนชาวเชียงแสน เช่น ตุง เครื่องตั้งธรรมหลวง หีบธรรม และเจดีย์จำลอง เป็นต้น