พิพิธภัณฑ์เมืองอุดรธานี ตั้งอยู่ที่อาคารราชินูทิศ ริมหนองประจักษ์ศิลปาคม ถนนโพศรี อำเภอเมือง จังหวัดอุดรธานี ก่อตั้งขึ้นเมื่อปี พ.ศ. 2547 จัดแสดงเกี่ยวกับธรรมชาติวิทยา โบราณคดีบ้านเชียง ประวัติศาสตร์ไทย ประวัติศาสตร์เมืองอุดรธานี ชาติพันธุ์ และศิลปวัฒนธรรมท้องถิ่น ตัวอาคารพิพิธภัณฑ์เป็นสถาปัตยกรรมเก่าแก่ชิ้นสำคัญของจังหวัดอุดรธานี เดิมตัวอาคารพิพิธภัณฑ์คืออาคารราชินูทิศ สร้างขึ้นเมื่อ พ.ศ.2463 โดยพระยาศรีสุริยราชวรานุวัตร สมุหเทศาภิบาล สำเร็จราชการมณฑลอุดรพร้อมด้วยคุณหญิง ข้าราชการ พ่อค้า และประชาชนในจังหวัด เพื่อใช้เป็นอาคารเรียนโรงเรียนนารีอุปถัมภ์ สร้างเสร็จเมื่อ พ.ศ.2468 พิพิธภัณฑ์เมืองอุดรธานี จัดแสดงพระประวัติพลตรีพระเจ้าบรมวงศ์เธอกรมหลวงประจักษ์ศิลปาคม ผู้ตั้งเมืองอุดรธานี จัดแสดงอนุสาวรีย์และพระฉายาลักษณ์ พร้อมพระประวัติและพระกรณียกิจ แสดงของใช้ส่วนพระองค์ แสดงหุ่นจำลองเมื่อครั้งการอพยพกำลังพลทหารจากเมืองหนองคายมาตั้งฐานทัพเป็นมณฑลอุดรที่บ้านเดื่อหมากแข้ง ภายในห้องธรรมชาติวิทยาและธรณีวิทยา แสดงสภาพทรัพยากรธรรมชาติของอุดรธานี ตลอดจนซากดึกดำบรรพ์ที่ค้นพบในจังหวัดอุดรธานี จัดแสดงแหล่งที่พบทรัพยากรธรรมชาติและตัวอย่างทรัพยากรธรรมชาติที่พบมากในจังหวัดอุดรธานี ได้แก่ แร่โปรแตส และก๊าซธรรมชาติ ห้องประวัติศาสตร์และโบราณคดี จัดแสดงความเป็นมาทางประวัติศาสตร์ หลักฐานทางประวัติศาสตร์และแหล่งโบราณคดีในจังหวัดอุดรธานี ได้แก่ แหล่งอารยธรรมบ้านเชียง แหล่งอารยธรรมที่อุทยานประวัติศาสตร์ภูพระบาท โบราณวัตถุศิลปะสมัยลพบุรีวัดกู่แก้ว ประวัติศาสตร์สมัยกรุงศรีอยุธยา ส่วนห้องมานุษวิทยาและชาติพันธุ์ แสดงให้เห็นวิถีชีวิตความเป็นอยู่ของคนที่อาศัยอยู่บริเวณ จังหวัดอุดรธานีตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบัน อาทิ จำลองสภาพความเป็นอยู่ บ้านเรือน เครื่องใช้ต่างๆ และกลุ่มชาติพันธุ์ที่อาศัยอยู่ในเขตจังหวัดอุดรธานี นอกจากนี้ยังมีห้องศิลปวัฒนธรรมร่วมสมัย แสดงให้เห็นเกี่ยวกับ ศิลปวัฒนธรรมของชาวจังหวัดอุดรธานี ได้แก่ การทอเสื่อ การสร้างเรือน ศิลปะการแสดง การทอผ้า ศิลปะบายศรีสู่ขวัญ และห้องหลวงตามหาบัว ญาณสัมปัณโน พระอริยสงฆ์อันเป็นที่เคารพของชาวจังหวัดอุดรธานีและชาวไทย และแสดงนิทรรศการเกี่ยวกับพระอริยสงฆ์ เกจิอาจารย์ ของจังหวัดอุดรธานีและภาคอีสาน พิพิธภัณฑ์เมืองอุดรธานีนับเป็นแหล่งศึกษาเรียนรู้อันทรงคุณค่าทั้งในด้านประวัติศาสตร์ โบราณคดี ธรรมชาติวิทยา ศิลปะ และวัฒนธรรมของจังหวัดอุดรธานี