成吉思汗博物馆于2009年5月10日开工建设，2011年完成外部主体工程后由于多种原因停工。按照鄂尔多斯市政府要求，成吉思汗博物馆于2017年1月复工，经过2年的施工建设，于2019年3月正式完工，并进行了预验收。成吉思汗博物馆累计完成投资3.78亿元，总建筑面积2.25万平方米，建设内容按照功能的差异分为陈列馆、文献馆、档案馆、研究院四部分。

成吉思汗博物馆作为一个历史人物类、民族文化类的博物馆，是目前唯一的一座以成吉思汗为专题的现代博物馆，同时，在建筑结构上也是一个颇有设计难度的博物馆，在表现形式上既有场景复原、实物展示、图文解说等传统方式，又包含了互动体验、4D影院、LED展示等现代手段。博物馆布展内容主要包括《世界巨人—成吉思汗》、《成吉思汗陵的历史与变迁》和临时展览三部分内容，第一部分布展更加准确、真实地表现一代天骄成吉思汗的历史功勋，表现八百余年来蒙古族人民传承不息对圣主的祭奠和因之而形成的成吉思汗祭祀文化。第二部分布展主要展示成吉思汗陵在恢复、发展、提升等各个阶段的变化与传承以及党和国家对成吉思汗陵的关怀。第三部分结合时政形势，举办小型书画、文物、历史类展览。

成吉思汗博物馆的完工标志着鄂尔多斯市成陵旅游区在文化保护传承、展示方面具备了更加完善和丰富的载体，为文化旅游融合发展开拓了新的亮点。