三星堆博物馆新旧馆都展出文物，新馆展出的文物数量更多，有许多是首次亮相的文物。
三星堆博物馆新馆于2023年7月27日开始试展出，新馆展出文物1500多件套，其中有600多件文物是首次亮相，包括三星堆遗址8座新发现“祭祀坑”出土的文物。旧馆也展出了大量文物，内容主要集中在一些经典文物及考古成果上。
新馆的设计理念是“馆园结合”，建筑风格寓意“堆列三星”，展示了三星堆考古发掘及最新研究成果。
祭祀台
石壁（公元前1600年—前1046年）
1927年燕家院子出土
2号祭祀坑的文物
商代后期（公元前1300年—公元前1100年）青铜人头像（1986年2号祭祀坑出土）
商代后期（公元前1300—公元前1100年）青铜人身形牌饰（1986年2号祭祀坑出土）
商代后期（公元前1300年-公元前1100年）青铜人头像（1986年2号祭祀坑出土）
月亮湾城墙剖面图
商代后期（公元前1300—公元前1100年）陶人（1999年月亮湾城墙出土）
商代后期（公元前1300—公元前1100年）青铜扭头跪坐人像
商代后期（公元前1300—公元前1100年）青铜着裙立人像（2020年8号祭祀坑出土）
商代后期（公元前1300—公元前1100年）陶三足炊器（1986年第三挖掘区出土）
三星堆陶器
商代后期（公元前1300—公元前1100年）青铜人头像（2022年8号祭祀坑出土）
商代后期（公元前1300—公元前1100年）青铜大立人像（1986年2号祭祀坑出土）
商代后期（公元前1300年—公元前1100年）金杖（1986年1号祭祀坑出土）
商代后期（公元前1300—公元前1100年）戴金面罩青铜人头像（1986年2号祭祀坑出土）
商代后期（公元前1300—公元前1100年）青铜顶尊人头像（2021年3号祭祀坑出土）
以玉通神 ，三星堆出土玉器种类繁多，形式多样。
藏礼于器，三星堆出土青铜尊、青铜罍数量众多，出土时盛装有海贝、象牙珠、铜铃等。
商代后期（公元前1300—公元前1100年）青铜神兽器盖（2022年8号祭祀坑出土）
商代后期（公元前1300—公元前1100年）青铜尊（2021年3号祭祀坑出土）
商代后期（公元前1300年—公元前1100年）青铜神兽（2022年8号祭祀坑出土）
骑兽顶尊人像（研究性复原）
商代后期（公元前1300—公元前1100年）青铜神坛（残件）
青铜神坛（研究性复原）
青铜面具，三星堆祭祀坑出土了数量众多，类型丰富的青铜面具
商代后期（公元前1300—公元前1100年）青铜纵目面具（1986年2号祭祀坑出土）
商代后期（公元前1300年—公元前1100年）青铜大面具（1986年2号祭祀坑出土）
鸟足神像，在中国古代神话中，鸟为沟通天地人神的使者，人鸟合一的形象被赋予了神性
商代后期（公元前1300—公元前1100年）青铜鸟足曲身顶尊神像（2022年8号祭祀坑出土）
商代后期（公元前1300—公元前1100年）青铜虎头龙身像（2022年8号祭祀坑出土）
商代后期（公元前1300年—公元前1100年）青铜大头鸟（1986年2号祭祀坑出土）
商代后期（公元前1300—公元前1100年）青铜神树（1986年2号祭祀坑出土）
青铜神树高达396厘米，是世界上已发现的最大单件青铜文物。
青铜神树国家一级文物，2002年被国家文物局列入《首批禁止出国（境）展览文物目录》。