موزه بزرگ خراسان با زیر بنایی نزدیک به ۱۸۰۰۰متر مربع در مجموعه فرهنگی تفریحی کوهسنگی واقع شده است. ساختمان این موزه در ۱۲طبقه ساخته شده است و دارای گنجینه یا مخزن اشیاء، تالارهای تخصصی اشیاء تاریخی، مردم شناسی و قسمت ویژه علم کیهان شناسی، کتابخانه، آزمایشگاه و کارگاه های مرمت اشیاء تاریخی می باشد. طرح کلی بنا از عمارت خورشید در کلات نادری الهام گرفته شده و این طرح در قامت یکی از بزرگترین موزه های خاورمیانه تحقق یافته است. در حال حاضر اشیاء به نمایش درآمده در موزه بزرگ شامل ابزار سنگی، اشیاء سفالی، شیشـه ای، فلزی، قطعات گچبری، نسخ خطی و چرم است