展览中央大厅为圆形新疆维吾尔自治区全貌沙盘，历史展厅的西域都护府、新疆境内丝绸之路沙盘，三个沙盘准确地塑造和刻画了新疆的自然地理、生态环境：西域都护府沙盘力求表现的主题是公元前60年，西汉中央政权在新疆设置的西域都护府；《新疆境内丝绸之路示意图》版心面积为10平方米，模型悬挂，模型表现了新疆境内各条丝绸之路走向，运用光电显示和控制技术，对丝路的南道、北道和中道分别进行动态显示；这里展出的文物有石器、陶器、木器、文书、毛、棉、丝织品、青铜器、铁器、玉器、各类雕塑、绘画、岩画、金银器、货币、食品等种类齐全，具有典型的地方特色，这些文物从不同的角度充分证明，早在公元前，新疆就列入了中国版图；新疆各地出土的各类汉文、龟兹文、焉耆文、回鹘文等各民族文字简牍、文书、信件、经文等重要文物不仅是直接研究中国历史的珍贵资料，对中亚乃至世界民族、文化史的研究也有着不可或缺的意义。