موزه باستان‌شناسی سلطانیه در مجموعه تاریخی گنبد سلطانیه، یکی از مهم‌ترین آثار ثبت‌شده ایران در فهرست میراث جهانی یونسکو، قرار دارد. قدمت بنای محل استقرار موزه به دوره ایلخانی، حدود ۷۱۰ سال پیش بازمی‌گردد و هم‌زمان با ساخت گنبد سلطانیه در سال‌های ۷۰۲ تا ۷۱۲ هجری قمری بنا شده است. در این موزه اشیای به‌دست‌آمده از کاوش‌های باستان‌شناسی شهر تاریخی سلطانیه، شامل سفالینه‌ها، سکه‌ها، کاشی‌های زرین‌فام، آثار فلزی، شیشه و دیگر یافته‌های دوره ایلخانی و دوره‌های پیش و پس از آن به نمایش گذاشته شده است. این موزه در کنار گنبد سلطانیه، به معرفی تاریخ، هنر و معماری پایتخت ایلخانان مغول در ایران می‌پردازد و از مهم‌ترین مراکز فرهنگی و تاریخی استان زنجان به شمار می‌رود.