พิพิธภัณฑสถานแห่งชาติ ช้างต้นตั้งอยู่ในบริเวณพระราชวังดุสิต  ตรงข้ามพระที่นั่งอภิเษกดุสิต ใกล้พระที่นั่งอนันตสมาคม และรัฐสภา ถนนอู่ทองใน เขตดุสิต กรุงเทพมหานคร ๑๐๓๐๐

ประวัติสถานที่เดิม เป็นโรงช้างต้นในพระราชวังดุสิต พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้สร้างโรงช้างต้น พระราชทานแก่ พระเศวตอุดมวารณ์ ยืนโรง  หลังจากได้ประกอบพระราชพิธีสมโภชขึ้นระหว่างเมื่อ พ.ศ.๒๔๔๙ และล้มไปในปี พ.ศ.๒๔๕๒
รัชกาลที่ ๖ ในช่วงปีพ.ศ.๒๔๕๔ มีช้างเผือกมาสู่บารมี พระยาเพ็ชรพิไลยศรีสวัสดิ์ คล้องได้นำมาถวาย จึงโปรดเกล้าฯ ให้จัดพระราชพิธีสมโภชขึ้นระวาง ณ มณฑลพระราชพิธิที่สวนมิสกวัน พระราชทานนามว่า พระเศวตวชิรพาหฯ ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯให้ยืนโรง อยู่ที่โรงช้างต้นแห่งนี้ และล้มไปในปี พ.ศ. ๒๔๘๘
รัชกาลที่ ๗ ในช่วงปี พ.ศ. ๒๔๗๐ ได้มีช้างเผือกมาสู่พระบารมี ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯให้จัดพระราชพิธีสมโภชขึ้นระวาง  พระราชทานนามว่า พระเศวตคชเดชดิลกฯ จึงได้จัดสร้างโรงช้างต้นขึ้นอีกโรงหนึ่งคู่กับโรงช้างต้น พระเศวตวชิรพาหฯ ต่อเมื่อ พระเศวตวชิรพาหฯ และ พระเศวตคชเดชดิลกฯ ล้มไปแล้ว โรงช้างต้นทั้งสองจึงได้ว่างลงตราบจนกระทั่ง ถึงรัชกาลปัจจุบัน ครั้นถึง พ.ศ. ๒๕๐๒  ได้มีช้างเผือกมาสู่พระบารมี จึงทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้ปฏิสังขรณ์โรงช้างต้นซึ่งพระเศวตวชิรพาหฯ เคยยืนโรงขึ้นเป็นการชั่วคราว เพื่อเป็นสถานที่ประกอบพระราชพิธีสมโภชขึ้นระวางช้างเผือกเชือกแรกในรัชกาลโปรดพระราชทานนามว่า พระเศวตอดุลยเดชพาหนฯ  ต่อมาทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้สร้างโรงช้างต้นขึ้นในบริเวณพระตำหนักจิตรลดารโหฐาน เพื่อให้โรงช้างต้นอยู่ในเขตพระราชฐานใกล้ที่ประทับ ระหว่างที่กำลังก่อสร้างโรงช้างต้นนั้น โปรดให้นำพระเศวตอดุลยเดชพาหนฯ ไปยืนโรงที่เขาดินวนาเป็นการชั่วคราว เมื่อโรงช้างสร้างเสร็จแล้ว จึงได้ไปยืนโรง ณ โรงช้างต้น ในพระตำหนักจิตรลดารโหฐาน
โรงช้างต้นเดิมในพระราชวังดุสิต ชำรุดทรุดโทรมลงมาตามกาลเวลา เมื่อรัฐบาลขอบริเวณรัฐสภา เนื่องจากพระที่นั่งอนันตสมาคมได้เป็นที่ทำการรัฐสภา ตั้งแต่ พ.ศ. ๒๔๗๕ สืบมาจนถึง พ.ศ. ๒๕๑๗ อาคารโรงช้างต้นชำรุดทรุดโทรมลงตามกาลเวลา  เมื่อรัฐบาลสร้างอาคารรัฐสภาขึ้นใหม่ ด้านหลังพระที่นั่งอนันตสมาคม รัฐสภาขอความเห็นชอบสำนักพระราชวังรื้อโรงช้างต้นออกจากบริเวณรัฐสภา สำนักพระราชวังได้ร่วมกันปรึกษากับ    กรมศิลปากรได้พิจารณาเห็นว่าโรงช้างต้นนเป็นมรดกทางวัฒนธรรมของชาติ โดย   เฉพาะอาคารมความสำคัญทางด้านสถาปัตยกรรม ประวัติศาสตร์ วัฒนธรรม และประเพณีที่เกี่ยวกับช้างเผือก ซึ่งเหลืออยู่เพียงแห่งเดียวในประเทศไทย จึงดำเนินการขออนุรักษ์รักษาไว้เป็นหลักฐานทางประวัติศาสตร์  และจารีตประเพณี  วันที่ ๒๘ มีนาคม พ.ศ. ๒๕๑๗ ได้ประกาศขึ้นทะเบียนโบราณสถาน           
วันที่ ๑๒ มกราคม พ.ศ. ๒๕๓๑ กระทรวงศึกษาธิการประกาศให้เป็นพิพิธภัณฑสถานแห่งชาติ โดยใช้ชื่อว่า พิพิธภัณฑสถานแห่งชาติ ช้างต้น ปี พ.ศ. ๒๕๓๕ ได้เปิดให้บริการเข้าชมอย่างไม่เป็นทางการในวโรกาสที่สมเด็จพระนางเจ้าสิริกิตต์พระบรมราชินีนาถ  ทรงพระเจริญมายุครบ ๖๐ พรรษา
อาคารโรงช้างต้น เป็นสถาปัตยกรรมแบบไทย  ก่ออิฐถือปูน อาคารทรงไทยขนาดกว้าง ๑๒.๕๐ เมตร ยาว ๑๕ เมตร มีประตูเข้าออกด้านหน้า และด้านหลังมีประตูขนาดเล็กสำหรับผู้ดูแลช้าง หน้าต่างรอบอาคาร ๑๗ บาน ภายในมีแท่น เบญพาด สำหรับช้างต้นยืนโรง ลักษณะแท่นเบญพาด ประกอบด้วยเสาตะลุง ๒ ต้น ยอดเสาทำเป็นรูปหัวเม็ดทรงมัน มีเสากลมขนาดเล็กพาดกลาง ระหว่างเสาตะลุงทั้งสอง  เสาตะลุงแต่ละต้นฝังดินครึ่งหนึ่งของความยาวลำต้น   เพราะต้องการความแข็งแรงเพื่อทานกำลังช้างได้  เสาตะลุงด้านหัวช้างจะอยู่สูงกว่าด้านท้ายช้าย  ระยะห่างระหว่างเสาตะลุงขึ้นอยู่กับขนาดความยาวของลำตัวช้าง ส่วนหัวช้างจะหันไปทิศใดก็ได้ โดยยกเว้นทิศตะวันตกซึ่งถือว่าเป็นทิศอัปมงคล  ตรงข้ามเสาตะลุงทั้งสองต้น มีเสาหมอสำหรับตกปลอก (ผูกขา) และเสาหมอ นอกแท่นสำหรับตกปลอกขาหลัง  เมื่อเวลายืนแท่นเบญพาด ยกพื้นสูงพอประมาณ  เพดานตรงแท่นเบญพาดแขวนเบญจาสี่เหลี่ยมผืนผ้าทำด้วยผ้าขาวลงยันต์เขียนเส้นทอง มีระบายสองชั้นขลิบทอง กลางเบญจาห้อยใบไม้กันภัยได้แก่ ใบเลียบ ใบเงิน ใบทอง ใบหญ้าพันงู  ใบรัก ใบมะเดื่อ ใบอุทุมพร ใบมะม่วง ใบทองกวาว ใบตะขบ ใบมะตูม