居庸关长城博物馆分露天建筑和室内展陈两个部分。露天建筑包括现存的长城、敌楼、南北券城、城楼等完备的古代军事设施，城隍庙、真武庙、玉皇庙、关王庙、马神庙、吕祖庙等齐全的宗教建筑以及“外三关”、“内三关”为主的完善的古代军事纵深防御体系。位于居庸关南券城北侧的云台，更以其罕存的古代精美雕刻艺术，被视为居庸关内价值最高的国宝文物。
博物馆室内展陈包括“居庸关长城历史陈列”和“居庸关长城古诗文集锦”，充分利用文物、照片、图表、绘画、书法等很多首次与公众见面的珍贵资料，从历史、文化、建筑、艺术等角度展示了不同历史时期悠久的长城历史和博大精深的文化底蕴，展示了中国政治、军事、经贸、文化、建筑、艺术等诸多方面的演化过程和发展过程。