Один из старейших провинциальных музеев в России. Основан в 1825 г. как музей Златоустовского горного округа.
Первыми коллекциями музея были коллекция минералов и горных пород и коллекция холодного форменного и украшенного оружия.
Первоначально он располагался в деревянном здании заводского арсенала, а с 1833-го – в новом каменном здании арсенала.