พิพิธภัณฑ์ลุ่มน้ำป่าสัก ตั้งอยู่ในบริเวณเขื่อนป่าสักชลสิทธิ์ โดยมีกรมชลประทาน เป็นผู้ดูแล

เป็นพิพิธภัณฑ์เฉพาะเรื่อง จัดแสดงมรดกทางวัฒนธรรมในพื้นที่กักเก็บน้ำเขื่อนป่าสักชลสิทธิ์ ซึ่งได้ขุดพบหลักฐานสำคัญในด้านโบราณคดี  ประวัติศาสตร์ วัฒนธรรม การดำรงชีวิต ตลอดจนความเจริญรุ่งเรืองของชุมชนในบริเวณนี้

รวมทั้งยังได้รวบรวมข้อมูลด้านการชลประทาน ข้อมูลเกี่ยวกับเขื่อนป่าสัก ข้อมูลด้านภูมิศาสตร์  และทรัพยากรธรรมชาติ จัดแสดงไว้ในพิพิธภัณฑ์ด้วย

การจัดแสดงแบ่งเป็น 6 ส่วน คือ

• ส่วนที่ 1 อาคารเก้าเหลี่ยม จัดแสดงเรื่องการชลประทานในประเทศไทย และพระราชกรณียกิจของรัชกาลที่ 9 กับการชลประทาน
• ส่วนที่ 2 จัดแสดงเรื่อง "ย้อนรอยอารยธรรม" แสดงหลักฐานการตั้งถิ่นฐานยุคต่างๆ ที่กรมศิลปากรได้สำรวจขุดพบในบริเวณเขื่อนป่าสักชลสิทธิ์ เช่น โครงกระดูก เครื่องมือหิน เครื่องมือโลหะ เครื่องประดับ และภาชนะต่างๆ ตั้งแต่อดีตของมนุษย์ยุคก่อนประวัติศาสตร์ สมัยทวารวดี และต่อมาถึงสมัยอยุธยา เป็นต้น
• ส่วนที่ 3 จัดแสดงเรื่อง "วัฒนธรรมท้องถิ่น" นำเสนอวิถีชีวิตของมนุษย์รุ่นสุดท้ายที่เข้ามาอาศัยในพื้นที่เก็บกักน้ำของโครงการฯ  ได้แก่ ชาวไทยเบิ้ง ซึ่งเป็นกลุ่มคนอพยพมาจากเมืองเวียงจันทน์ประเทศลาว โดยได้นำวิถีชีวิตที่มีเอกลักษณ์ของชาวไทยเบิ้งมาจัดแสดง เช่น ที่อยู่อาศัย เสื้อผ้า ภาษา วัฒนธรรม ประเพณี และการดำรงชีวิต
• ส่วนที่ 4 จัดแสดงเรื่อง "ภูมิศาสตร์"  นำเสนอความรู้เกี่ยวกับภูมิประเทศ ภูมิอากาศ และแหล่งน้ำที่เป็นต้นกำเนิดของแม่น้ำป่าสัก
• ส่วนที่ 5 จัดแสดงเรื่อง "ทรัพยากรธรรมชาติ" เช่น ป่าไม้และสัตว์ป่าที่แสดงถึงความอุดมสมบูรณ์ของพื้นที่ในอดีต โดยจำลองต้นไม้และพืชพรรณที่เคยมีอยู่ในพื้นที่มาจัดแสดง เช่น สักทอง ประดู่ป่า   ไผ่ และต้นค้อ
• ส่วนที่ 6 จัดแสดงเรื่อง "ป่าสักวันนี้" ห้องจัดแสดง 'สไลด์มัลติวิชั่น' นำเสนอข้อมูลเนื้อหาของ 5 ส่วนจัดแสดง นำมาสรุปใส่แสง สี เสียง  และก่อนเข้าห้องแสดงจะมีป้ายเสียง เมื่อเดินผ่านเข้าไปใกล้ๆ จะมีเสียงอธิบายถึงทัศนคติของบุคคลหลากหลายอาชีพที่มีต่อโครงการพัฒนาลุ่มน้ำป่าสักอันเนื่องมาจากพระราชดำริ