水洞溝遺址博物館建筑面積4308平方米，外形仿水洞溝出土的石器，是我國西北地區唯一展示舊石器時代文化面貌的主題博物館。它在傳統博物館參觀性功能的基礎上融入藝術性、文學性和高科技的創新元素。以270度超大型半景畫、實景、幻影成像等展示形式，結合世界最先進的聲、光、電、可調式地震平臺等技術的運用，真實再現三萬年前遠古人類其樂融融漁獵生活和打制石器的生產場景以及暴雨傾盆、洪水肆掠、山崩地裂等震撼的災難場景，場景的唯美和逼真，讓人震撼，藝術的構思讓游客很快融入三萬年的生活場景中，三萬年很久遠，但在水洞溝博物院時光不再是距離，高科技讓您瞬間實現三萬年的穿越。它開創了我國博物館展示的新形式，是目前國內唯一、面積最大的室內觀眾介入式動感體驗展館。