Это единственный государственный «нефтяной» музей в России.
Музей геологии, нефти и газа был создан 24 сентября 1993 года Распоряжением главы администрации Ханты-Мансийского автономного округа А.В. Филипенко «О создании окружного геологического музея». Название в современном звучании музей носит с 1996 года. Создание Музея геологии, нефти и газа явилось результатом инициативы широкой геологической общественности и ведущих центров геологического изучения территории севера Западной Сибири, поддержанной нефтегазовыми корпорациями.
Государственный музей занимается вопросами сохранения, изучения и публикации историко-культурного (индустриального и естественно-научного) наследия нефтегазовой территории. Ханты-Мансийский автономный округ — Югра географически расположен на значительной части Западно-Сибирской нефтегазоносной суперпровинции и является ведущим в Российской Федерации регионом по добыче нефти. Индустриальное преобразование округа стало результатом реализации масштабного государственного социально-экономического проекта второй половины XX века.
Решение о сооружении специализированного здания для нового музея было принято Думой автономного округа в 1995 году. 19 февраля 2000 года, в дни торжеств, посвящённых добыче семимиллиардной тонны нефти на территории Югры, в Ханты-Мансийске была заложена памятная капсула с посланием к будущим поколениям на месте строительства первого в регионе государственного Музея геологии, нефти и газа.
Здание для музея спроектировано московской мастерской лауреата Государственной премии РФ В.В. Колосницына. Проект был реализован в течение трёх лет (2000–2003 гг). Музейное здание представляет «двухэтажный линейный объём с акцентированной центральной частью, выполненной в виде вертикально поставленного кристалла из тонированного стекла и металлических декоративных панелей, символизирующих богатство природных недр края». По версии журнала Structural Engineering International (SEI) (Цюрих, Швейцария, 2003) здание вошло в десятку оригинальных архитектурных сооружений мира, построенных в сложных природно-территориальных условиях. Здание Музея геологии, нефти и газа зарегистрировано в 2003 году в Международной базе данных и галерее инженерных сооружений International database and gallery of structures (www.structurae.net).
В марте 2003 года музей был открыт для посетителей. Тогда же началось формирование музейного фонда, который к настоящему времени включает более 38000 предметов. Фондовое собрание музея насчитывает 22 коллекции, среди которых: минералогическая коллекция с месторождений России и стран мира; коллекции кварцев и кальцитов с месторождений Приполярного Урала с уникальными образцами до 300 кг; коллекция образцов кернов Березовской опорной скважины, открывшей в 1953 году первое углеводородное месторождение Западной Сибири; коллекция ископаемой фауны и флоры Западной Сибири и других регионов мира. В числе предметов коллекции истории техники — образцы геодезического инструмента первой половины XX века и фрагменты нефтяных резервуаров конструкции В.Г. Шухова, оборудование бурового инструмента и нефтегазовых промыслов второй половины XX века. В составе мемориальных коллекций имеются личные фонды пионеров нефтегазового дела в Западной Сибири — Р.-Ю.Г. Эрвье, Ф.К. Салманова, Л.И. Ровнина, В.И. Муравленко, А.Г. Исянгулова, Г.М. Лёвина, Г.К. Петрова и другие.