موزه فرش آستان قدس رضوی به‌عنوان بزرگ‌ترین موزه تخصصی فرش خاورمیانه است كه نزدیك به ۹۰ درصد فرش‌های این موزه توسط بانیان خیر و عاشقان حضرت رضا (ع) در زمان‌های مختلف به این مجموعه اهدا و وقف و بقیه آن نیز به سفارش این مجموعه برای استفاده در این بارگاه ملكوتی و بیوتات خریداری‌شده است. موزه فرش آستان قدس رضوی با زیربنایی به مساحت ۶ هزار و ۶۴۷ مترمربع و مساحت ۲ هزار و ۳۴۰ مترمربع، شامل سه‌طبقه نمایشی و یك طبقه فضای كارگاهی است. فضای نمایشی موزه فرش آستان قدس رضوی ، بر اساس طرح طبقه‌بندی موضوعی مناطق بافت و با توجه به قدمت آثار، در سه‌طبقه و نمایش ۱۰۲ تخته فرش تفكیك‌شده است.از سال ۱۳۸۲ تا ۱۳۸۹ ش. برای ارائه مجموعه ارزشمند فرش‌های آستان قدس ساختمان جدیدی در سه طبقه ساخته شد. این موزه درآبان ماه سال ۱۳۹۰ ش. هم‌زمان با عید سعید غدیرخم افتتاح شد.
آثار به نمایش درآمده در این موزه در هر طبقه به این ترتیب تقسیم‌بندی شده‌است:
قالی‌های بافت مناطق مركز و شرق كشور و همچنین قالی‌های پرده‌ای در طبقه هم‌كف.
قالی‌های بافت مناطق غرب و شمال غرب كشور و همچنین قالیچه‌های بافت ایلات و عشایر كشور در طبقه اول به نمایش درآمده‌است.
قالی‌های دوره صفوی و قالی‌های بزرگ مشهد در طبقهٔ منهای یك درمعرض نمایش قرار دارد.
از جمله آثار نفیس به نمایش درآمده در این موزه مجموعه‌ای از قالی‌های (كرك و ابریشم) و نفیس دوره صفوی هستند كه به قالی‌های ایران و هند معروف هستند. همچنین قالی‌های پرده‌ای كه خاص حرم مطهر بافته شده‌اند. این قالی‌ها برخی وقف و نذر شده و كتیبه دار می‌باشند (مانند قالی‌های پرده‌ای محرابی درختی، كه به تاریخ ۱۳۲۰–۱۳۲۲ ق. به سفارش عبدالله تبریزی توسط استاد محمد كرمانی بافته شده‌اند)، و برخی به سفارش آستان قدس رضوی بافته شده‌اند (مانند قالی‌های پرده‌ای ارجمند كرمانی)، و بر درهای ورودی به فضای زیارتی نصب می‌شدند. قالی‌های استاد عبدالمحمد، عبدالحمید و علی‌خان عمواوغلی و محتشم از آثار شاخص و مورد توجه كارشناسان فرش، و مجموعه قالی‌های تصویری اهدایی برادران صفدرزاده حقیقی از آثار دیدنی این موزه محسوب می‌شوند. از آثار دیگر ارزشمند آستان قدس رضوی مجموعه نفیس منسوجات آن بخصوص صندوق پوش‌ها و ضریح پوش‌های تاریخی و هنری حرم مطهر است، كه قدیمی‌ترین اثر كتیبه دار آن مربوط به تاریخ ۹۵۲ هجری است. در حال حاضر قطعاتی از این مجموعه به مرور در موزه حرم رضوی و موزه فرش به نمایش درمی آید.
بیشترین فرش‌های نمایشی موزه آستان از استان اصفهان با طرح لچك ترنج و افشان است.هر فرشی جز فرش‌های مشهور كه بازدیدكنندگان پیگیر دیدن آن هستند یك دوره استراحت و نگهداری در مخزن دارد. موزه مجهز به سیستم اعلان و اطفای حریق، دما و رطوبت است كه به‌صورت دیجیتال اندازه‌گیری می‌شود.
روش نمایش فرش‌ها در موزه بهترین روش نمایشی در دنیا به دو صورت افقی با شیب بسیار ملایم كه فرش به‌هیچ‌وجه آسیب نمی‌بیند و روش عمودی با استفاده از نوارچسب وُلكرو (نوارچسب‌ها وزن فرش را به‌صورت متعادل در همه سطوح آن تقسیم می‌كنند) كه بر اساس ابعاد و وزن خود فرش نگهداری می‌شود و به نمایش گذاشته‌شده است.
موزه تخصصی فرش آستان قدس رضوی، هرروز از ساعت ۸ تا ۱۲:۳۰ روزهای شنبه تا چهارشنبه و از ساعت ۸ تا ۱۱:۳۰ روزهای پنج‌شنبه و جمعه و ایام تعطیل رسمی در صحن كوثر حرم مطهر رضوی، در مجاورت موزه مركزی آستان قدس رضوی، پذیرای دوستداران فرهنگ و هنر ایرانی اسلامی است.
