西安博物院在国内博物馆（院）中独树一帜，以千年古塔园林式遗迹休闲景区以及古都西安现代型历史博物馆而闻名。西安博物院以著名唐代建筑、全国重点文物保护单位小雁塔为中心。

小雁塔是西安博物院收藏的最大文物，同时也体现了西安的古都风貌和悠久的历史文化；强调了西安博物院作为西安文化主要展示窗口的重要地位。

西安博物院标志的设计选取了小雁塔的侧面仰视角度，给人一种雄浑大气之感，更彰显了西安的悠远历史和中国文化的博大精深，使人仿佛又体验到了那昔日的盛世雄风。

西安博物院的主体建筑——博物馆（文物展馆）由中国工程院院士、陕西历史博物馆的设计者、著名建筑设计师张锦秋创意设计。整体外观以天圆地方理念创作，突出体现中国传统文化思想，与同院的小雁塔以及荐福寺古建筑群相得益彰、交相辉映。2004年在新闻媒体发起的评选活动中，该博物馆被评为西安未来十大标志性建筑之一。

博物院收藏了西安各个历史时期的文物13万件，其中拥有国家三级以上珍贵文物14400多件，并有相当一部分文物出土于周、秦、汉、唐等中国历史上有重要影响的朝代。以“古都西安”为题，以西安作为13王朝的古都、一千多年建都史为主线，以历代文物的展示为基础，突出反映西安的都城发展史和都城社会生活状况。

在“古都西安”的总标题下，又分为“千年古都”和“帝都万象”两部分。“千年古都”部分，以“西周丰镐”、“秦阿房宫”、“汉长安城”、“隋、唐长安”、“明、清西安”为章节，集中反映历代都城规模、格局以及唐代以后，城市的发展变化情况；以模型、图板等形式，突出了城市规模及重要的宫殿建筑。在模型制作方面，特别突出了隋唐长安城，同时还制作了汉长安城、宋元城、明清西安城的模型等，突出了对城市发展史的展示。