موزه باستانشناسی گناباد در كوی شرقی این شهر و در داخل مسجدجامع قرار دارد
در شبستان شمال شرقی این مسجد موزه باستانشناسی در مساحت حدود ۲۲۰ متر مربع دایر شده است. مسجد جامع خود از جمله آثار دیدنی شهر گناباد و ثبت شده در فهرست آثار ملی است.
فضای داخلی موزه باستانشناسی به صورت ستوندار با جرزهای بسیار مستحكم و قوی و طاق‌های متعدد به طول ۱۷ و عرض ۷/۱۱ متر دارای محرابی با تزئینات گچبری متعلق به دوره قاجار است.
در موزه باستانشناسی گناباد محراب تاریخی وجود دارد كه طی كاوش و پیگیری‌های باستانشناسی نمایان و به نمایش گذاشته شده است.
این محراب نیز دارای تزیینات گچبری و كتیبه بسیار زیبا و متعلق به دوره ایلخانی است.
برخی از آثار به نمایش درآمده این موزه:
وقف نامه و فرمان نامه دوره قاجار
سكه هایی از قرن اول تا دوران قاجار
اشیا اهدایی مردم گناباد
ظروف و اشیا فلزی و سفالی
كتیبه‌های آجری مدرسه نجومیه و چندین اثر مهم دیگر
برگه‌هایی از قرآن كریم به خط كوفی مربوط به قرن ۳ تا ۵ هجری، برخی از این اوراق روی پوست آهو نوشته شده‌اند
نسخ خطی قرآن مربوط به دوره تیموری و قاجاریه
نسخ معارف اسلامی از مشاهیری چون كلینی و علامه مجلسی
