Постоянная экспозиция музея находится в здании бывшей главной конторы Сысертского горного округа.
Первый зал музея рассказывает о создании одного из старейших металлургических центров Урала. Здесь можно увидеть артиллерийские снаряды, пушечные и гренадерские ядра, пушки, отлитые на Сысертском железоделательном заводе для русской армии в период Отечественной войны 1812 года, брусок металла с клеймом завода в виде цапли, кольчугу для конного воина XVIII века, архитектурный макет завода и плотины Сысертского пруда. Особое место занимают материалы о первом и последнем заводовладельцах: А. Ф. Турчанинове и его правнуке Д. П. Соломирском. Гости музея узнают об увлечениях, работе и благотворительности Дмитрия Павловича. В потаенной комнате «Старинная казна» можно внимательно изучить коллекцию монет XIX века и банкнот XX столетия.
Представить провинциальную жизнь XIX–XX веков помогают граммофон, патефон, музыкальные инструменты XIX века (фисгармония MULLER – DRESDEN, шарманка Zimmerman).
Истории ныне единственного на Урале фарфорового завода (ООО «Фарфор Сысерти») посвящен отдельный зал. Фирменные статуэтки 1960–1970-х годов выполнены по сказам П. П. Бажова. Музей хранит и личные вещи писателя, подаренные после его смерти: костюм, очки, портфель, книги с дарственными надписями.
Часть экспозиции представляет градообразующее предприятие Сысерти «Уралгидромаш» и знакомит с продукцией завода в годы Великой Отечественной войны и с производством гидротурбин.