การจัดแสดงนิทรรศการ
พิพิธภัณฑสถานแห่งชาติ พระนครคีรี  มีส่วนจัดแสดงหลักอยู่ภายในพระที่นั่งเพชรภูมิไพโรจน์ และพระที่นั่งปราโมทย์มไหสวรรย์ โดยมีการจำลองลักษณะการใช้งานของห้องต่างๆตามลักษณะการใช้งานในรัชสมัยพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว โดยแบ่งเป็นส่วนจัดแสดง ดังนี้
ทิมดาบองครักษ์ : จัดแสดงนิทรรศการพระนครคีรี อดีตสู่ปัจจุบัน (ข้อมูลเบื้องต้นสำหรับผู้เข้าชม) และแผนผังพระนครคีรี
พระที่นั่งเพชรภูมิไพโรจน์
   
    ท้องพระโรงเดิมด้านหน้า    จัดเป็นห้องเสวยและห้องพระสุธารสชา
    ท้องพระโรงเดิมด้านหลัง    จัดเป็นห้องบรรทมพระราชอาคันตุกะ และห้องพักผ่อนพระอิริยาบท
    มุขด้านทิศตะวันออก          จัดเป็นห้องทรงพระสำราญ
    มุขด้านทิศตะวันตก            จัดเป็นห้องสรงและห้องลงพระบังคน

พระที่นั่งปราโมทย์มไหสวรรย์
    ชั้นบน             จัดเป็นห้องบรรทมส่วนพระองค์  ห้องแต่งพระองค์ และห้องทรงพระอักษร
    ชั้นล่าง            จัดแสดงเครื่องศาสตราวุธ

โบราณศิลปวัตถุ ที่จัดแสดงและเก็บรักษาไว้ในพิพิธภัณฑสถานแห่งชาติ พระนครคีรี จำแนกได้เป็น 3 ประเภทใหญ่ๆ คือ
    1. เครื่องราชูปโภคของพระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวรัชกาลที่ 4 และพระบาทสมเด็จ พระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว รัชกาลที่ 5 เช่น พระแท่นบรรทม โต๊ะทรงพระอักษร โต๊ะและเก้าอี้รับแขก โต๊ะเสวย และโต๊ะเครื่องพระสำอาง เป็นต้น
    2. รูปหล่อโลหะสำริดและทองเหลือง ใช้สำหรับตกแต่งห้องต่างๆ
    3. เครื่องกระเบื้อง มีทั้งเครื่องกระเบื้องของจีน เช่น กระถางต้นไม้และกี๋รองกระถาง เครื่องกระเบื้องของญี่ปุ่น เช่น แจกัน ชุดอาหาร (dinner set) ชุดสรงพระพักตร์ และขวดเครื่องพระสำอาง