موزه باستانشناسی خداآفرین یکی از مهمترین موزههای استان آذربایجان شرقی است که در شهر خمارلو، مرکز شهرستان خداآفرین، قرار دارد. این موزه برای نگهداری و نمایش آثار بهدستآمده از کاوشهای باستانشناسی منطقه، بهویژه محوطههای اطراف سد خداآفرین، در سال ۱۳۹۱ تأسیس شد. اشیای این موزه نشاندهنده پیشینه چند هزار ساله سکونت انسان در حاشیه رود ارس هستند.
قدمت موزه حدود ۱۴ سال (از سال ۱۳۹۱ تا ۱۴۰۵) است و قدمت برخی از اشیای موزه بین ۴ تا ۶ هزار سال قدمت دارند و متعلق به هزاره چهارم و دوم پیش از میلاد هستند.