昭和58（1983）年に「田川市石炭資料館」として開館以来、石炭を主テーマとするユニークな館として注目されてきました。資料の収集・展示・保管、教育普及、調査研究などの活動を積極的に行い、平成17（2005）年、博物館法に基づく登録博物館となって「田川市石炭・歴史博物館」と改称しました。所蔵資料のうち約1万5千点が石炭関連資料です。また、石炭資料のほかに、日本最古級の馬形埴輪や甲冑形埴輪、セスドノ古墳から出土した多種多様な古墳時代の武器・武具・馬具、さらに、天台寺跡（上伊田廃寺）から出土した日本一華麗な文様とされる新羅系瓦など、全国的に著名な考古・歴史資料も収蔵・展示しています。

平成23年に、日本で初めてユネスコ「世界の記憶」（世界記憶遺産）に登録された「山本作兵衛コレクション」697点のうち、627点を所蔵し、屋外には実際に炭坑で使用された大型機械類や、復元の炭坑住宅も展示しています。

隣接する石炭記念公園内は、国指定史跡・筑豊炭田遺跡群（三井田川鉱業所伊田坑跡）で、田川市のシンボルといえる二本煙突と竪坑櫓の姿を見ることができます。