Bảo tàng Đồng Đình được ví như “khu vườn ký ức” với lối kiến trúc cổ kính. Nơi đây mang đậm nét văn hóa truyền thống của người dân xứ Quảng. Đến với bảo tàng, du khách không chỉ được tham quan, chiêm ngưỡng cảnh vật nơi đây mà còn được tìm hiểu về lịch sử, phong tục tập quán, lối sống, văn hóa của các dân tộc, nhất là văn hóa làng biển xưa.
Bảo tàng gồm các khu trưng bày "Không gian trưng bày mỹ thuật", "Không gian ký ức làng chài”, "Không gian trưng bày cổ vật" và "Không gian trưng bày dân tộc học". Nổi bật nhất tại bảo tàng Đồng Đình là không gian “Ký ức làng chài”, tái hiện rõ nét nhất nếp sống sinh hoạt, phong tục truyền thống người dân làng biển xưa.
Điểm đặc biệt của khu trưng bày này là ngôi nhà được xây dựng từ 3 chiếc thuyền nan, 2 chiếc thuyền gỗ cùng 5 chiếc thúng của làng Nam Thọ xưa.
Căn nhà được trưng bày rất nhiều vật dụng trong cuộc sống thường ngày của nghề chài lưới được sắp xếp, trình bày theo các chủ đề cụ thể.
Đến với không gian “Kỳ ức làng chài”, du khách như được trở về với không gian hoài cổ, được sống trong vẻ đẹp bình dị của làng chài xa xưa.
Cạnh đó, du khách còn có cơ hội khám phá nền văn hóa Sa Huỳnh cổ đại với loạt tiêu bản quý như vòng chân làm từ đá hay khuyên tai. Văn hóa Chămpa cũng được tái hiện sinh động qua bộ sưu tập gốm thời kỳ cổ đại được tìm thấy tại Trà Kiệu, Quảng Nam, đây cũng là điểm thu hút sự quan tâm đặc biệt của giới khoa học nghiên cứu về lịch sử và kiến trúc. Du khách cũng sẽ có cơ hội được tận mắt chiêm ngưỡng nét văn hóa dân gian của cộng đồng 54 dân tộc từ Bắc vào Nam.
Bảo tàng Đồng Đình còn có những bộ sưu tập gốm phong phú về chủng loại từ thời Đại Việt, gồm các loại gốm từ triều Nguyễn, Lê Mạc, Lê Sơ, thời Trần và thời nhà Lý.
Bảo tàng hiện đang bảo tồn, lưu trữ hàng nghìn cổ vật quý hiếm, có niên đại từ 100 năm đến 2.500 năm cùng nhiều cổ vật gốm thuộc nền văn hóa Đại Việt và Trung Hoa từng được ngư dân tìm thấy giữa lòng biển Đông.