Pohjois-Pohjanmaan museon päänäyttelyt ovat sijainneet Oulun Hupisaarilla vuonna 1931 valmistuneessa maakuntatalo Ainolassa, mutta toiminta Ainolassa päättyi vuoden 2023 lopussa. Uudisrakennus valmistuu Myllytullin kaupunginosaan vuonna 2026, jonka jälkeen avaamme uusitut näyttelyt uusissa tiloissa.
Pohjois-Pohjanmaan museon yhteyteen kuuluu erikoismuseoita, jotka ovat avoinna kesäkaudella. Näitä ovat Turkansaaren ulkomuseo, Merimiehenkotimuseo, Oulun linnan kellari, Pateniemen sahan museo, Oulunsalon kotiseutumuseo ja Kierikki.