截止1989年底，館藏40115件，其中自然標本665438件，壹級文物55件。藏品具有地方特色，如海安青墩新石器時代遺址出土的石器、陶器、玉器、骨角等，還有漢代的煎鹽工具鍋鐵，南通市1973出土的晚唐(公元827-907年)青瓷壺(越州窯仿北方遊牧民族的皮壺制作)。“陳徐若記”瓷乳是南通名醫陳世功先生(編號徐若)明朝萬歷年間(1573 ~ 1620)。在書法、繪畫和刺繡等藝術作品中，有來自揚州的李(南通人)的八幅畫和現代繡工沈壽的刺繡。革命文物包括抗日戰爭時期反清鬥爭的文件、手稿、武器和烈士遺物。博物館展覽面積450平方米，分為歷史文物、革命文物、自然標本三個基本陳列。歷史部分包括黃金、玉器、陶瓷、拓片、土木工程、車輛、畫像、占蔔、軍事武器、刑具、獄具等展品；藝術部分包括書畫、雕塑、漆雕、刺繡、繅絲、編織、文具等。其中，有12長屏風，繡有魯香園“周瑾唐吉”字樣和沈壽繡的“耶穌”像，為精美藝術品；教育分科舉、私塾、學堂三種。科舉時代有卷子，有夾帶，有窗口課，學校教學有教具，有模型。
展出的歷史文物，從原始社會到清末，包括博物館的早期藏品，如戰國時期的兩漢銅鼓，宋代龍泉窯的青瓷爐，元代磁州窯的白底黑花瓷枕，以及明代墓葬中出土的棉布。現代文物中，有張謇創辦盛達紗廠、開墾鹽場和文化教育事業的手跡、文獻、實物和歷史圖片；歷史文物展覽的最後壹部分是白(南通人，李大釗的老師)的故事，他是辛亥革命的烈士，曾任北方革命軍參謀長。展品圖片青花雙耳葫蘆形扁瓶:本館有壹件乾隆年間青花雙耳葫蘆形扁瓶，高17.7厘米，口徑2.7厘米，底徑6.2×4.1厘米。此瓶為葫蘆形，口下鼓出，頸短，腰肩圓，上小下大，兩邊各附壹綬耳，圈足略呈長方形橢圓形，足內有六字三行青花篆書。瓶口繪有壹圈變形的如意圖案和鑲嵌圖案，肚皮兩側的主題圖案為雙龍執“壽”。兩條扁扁的龍緊緊圍住壹團壽和壹只倒掛的蝙蝠。龍首置於瓶小腹，龍尾置於肩，氣勢磅礴，寓意“既長壽又幸福”。瓶體上的輔助紋飾為草卷紋，耳上繪有兩個圖案，圈足外壁飾有回文。這是乾隆初年的壹件青花宮廷陳設。釉面光滑有光澤，青花發色淡雅美觀，略帶光暈。風格在雍正時期仍有色彩不穩、有光暈的特點。張健用的是壹枚雞血石印章:1983 5月13日，南通博物館在文物商店買了壹枚雞血石印章。印章完好，印面為正方形，邊長1.1厘米，高3.1厘米。印章小巧精致，上面布滿了血斑，血斑的圖案極其漂亮。印出的文字內容是“臣信”二字，朱文和柏文的表情交替使用，讓人覺得賞心悅目，別有壹番韻味。邊界段落是“京畿系統”，京畿是刻工的名字。從印章的內容可以看出，這枚印章的持有者是清末狀元、中國現代化先驅張謇先生。狼山之韻壺:此壺由我國著名民間發明家、促進中國和平統壹文化藝術大使紀寒生創造性設計。壺身正面的“崀山風景圖”是著名國畫大師陳大章創作的。壺背書法由世界教科文組織首席藝術家張玉奎書寫，壺身字畫均由中國雕刻藝術協會主席張大林鐫刻。《瑯琊山上的托雲壺》是繼1992年創作《中華龍壺》、《知壺》之後，紀漢生的又壹力作，現已收藏於全國首家博物館——南通博物館。此壺為圓臺形，象征著歷史文化名城南通的美麗和江海的兒女。壺的高度為14 cm，意味著南通是中國首批14沿海城市之壹。容量為1069 ml，對應南通自然景觀狼山海拔106.9米。壺扣為古玉寶塔雕塑，象征“山海抱金蓮，幹坤落天柱”的崀山雲塔；壺嘴和提手作為壺身的延伸，象征著中國近代第壹城南通老城周圍的“翡翠項鏈”濠河。自然部分包括活的動植物、標本、化石和礦物。有外國的動物標本，如南洋群島的施樂鳥、印度的鱷魚、俄國的斑鼠、美洲的袋鼠和蜂鳥、朝鮮的比比和新加坡的蠶。植物中有蕨類化石、各種果樹和藥用植物；礦物有1910清末官商合辦的博覽會南洋勸業會後各省捐贈的礦物標本。
在自然標本展品中，有須鯨亞化石和現代鯨骨，也有啟東隕石、當地珍禽和昆蟲。