พิพิธภัณฑสถานแห่งชาติ ไชยา มีลักษณะเป็นพิพิธภัณฑสถานประเภทประวัติศาสตร์และโบราณคดี มีอาคารที่ใช้ในการจัดแสดง 2 อาคาร ซึ่งทั้ง 2 อาคารนี้ เป็นห้องจัดแสดงแบบห้องโถงโล่ง โดยมีการแบ่งสัดส่วนในการจัดแสดงดังต่อไปนี้ อาคารหลังที่ 1 แบ่งการจัดแสดงออกเป็น 2 ส่วน คือ ส่วนที่ 1 จัดแสดงรูปจำลองประติมากรรมรูปเคารพที่พบในอำเภอไชยา ที่สำคัญได้แก่ พระโพธิสัตว์อวโลกิเตศวร พระพุทธรูปนาคปรก และหน้าบันไม้จำหลักวิหารเก่าของวัดพระบรมธาตุไชยา ส่วนที่ 2 เป็นการจัดแสดงนิทรรศการพิเศษชั่วคราวในโอกาสสำคัญๆ อาคารหลังที่ 2 แบ่งการจัดแสดงออกเป็น 5 ส่วน คือ ส่วนที่ 1 เป็นการจัดแสดงตามหลักวิชาการ คือ จัดแสดงเกี่ยวกับศิลปวัตถุตั้งแต่สมัยก่อนประวัติศาสตร์ จนถึงจุดประวัติศาสตร์ ตั้งแต่สมัยทวารวดีถึงรัตนโกสินทร์ ส่วนที่ 2 จัดแสดงศิลปโบราณวัตถุเนื่องในศาสนาพุทธและพราหมณ์ รวมทั้งเครื่องถ้วย เครื่องประดับ เครื่องใช้สอยที่พบจากการขุดค้นแหล่งโบราณคดีวัดแก้ว วัดหลง และแหลมโพธิ์ อำเภอไชยา ส่วนที่ 3 จัดแสดงศิลปโบราณวัตถุประเภทพระพุทธรูป และสิ่งของทำด้วยเงินและทองคำที่ประชาชนนำมาถวายแด่องค์พระบรมธาตุ และยังมีหนังใหญ่จัดแสดงด้วย ส่วนที่ 4 จัดแสดงศิลปวัตถุงานประณีตศิลป์พื้นบ้าน เช่น งานไม้แกะสลัก ผ้าทอพื้นบ้านของชุมชนพุมเรียง อำเภอไชยา ส่วนที่ 5 จัดแสดงเครื่องอัฐบริขารของพระไชยาภิวัฒน์สุภัทรสังฆปาโมกข์ ผู้บูรณะวัดพระบรมธาตุไชยา และสมเด็จพระพุฒาจารย์ ชาวพุมเรียง เจ้าอาวาสวัดสุทัศน์เทพวราราม ที่สำคัญได้แก่ ชุดเครื่องลายคราม จปร. ชุดเครื่องมุก เครื่องถมปัด และเครื่องทองเหลือง