พิพิธภัณฑสถานแห่งชาติ พระนครคีรี ตั้งอยู่ในบิเวณพระราชมณเฑียรสถาน การจัดแสดงโบราณสถานศิลปวัตถุจึงเป็นตามความสำคัญของพระที่นั่งแต่ละองค์ได้  ซึ่งประกอบด้วยเครื่องเรือน เครื่องราชูปโภคและเครื่องใช้ต่าง ๆ เพื่อเป็นอนุสรณ์สถาน ในรัชกาลที่
4 และ 5

           พระที่นั่งเพชรภูมิไพโรจน์  เป็นพระที่นั่งองค์ประธาน  สร้างเป็นสถานปัตยกรรมแบบยุโรปประยุกต์กับสถาปัตยกรรมไทยและจีน  ประกอบด้วยท้องพระโรง ด้านหน้าจัดเป็นห้องเสวย  ด้านหลังเป็นห้องบรรทม มุขด้านตะวันออกจัดเป็นห้องสรงและห้องบังคล  แต่ละห้องตกแต่งด้วยเครื่องเรือนและเครื่องราชูปโภคอย่างสวยงาน  ด้วยศิลปะยุโรป  ศิลปะจีน  ศิลปะญี่ปุ่น และศิลปะเปอร์เซีย
           พระที่นั่งปราโมทย์มไหสวรรย์ เป็นพระวิมานที่บรรทมของสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว  เป็นพระที่นั่งสองชั้นแบบเก๋งจีน  เชื่อมต่อกับพระที่นั่งเพชรภูมิไพโรจน์ทางด้านใต้  ชั้นบนแบ่งเป็นห้อง ๆ ด้านใต้ประดิษฐานแท่นพระบรรทมแกะสลักเป็นลวดลายดอกไม้ ห้องด้านเหนือเป็นห้องทรงพระอักษร
           พระที่นั่งเวชยันต์วิเชียรปราสาท เป็นปราสาทยอดปรางค์  ภายในเป็นที่ประดิษฐานพระบรมรูปพระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว
           หอชัชวาลเวียงชัย หรือที่เรียกว่ากระโจมแก้ว มีลักษณะเป็นหอรูปร่างคล้ายประภาคาร หลังคาทำเป็นรูปโดมมุงด้วยกระจกใสมีที่สำหรับห้อยตะเกียงไฟขนาดใหญ่  สร้างขึ้นเพื่อเป็นจุดสังเกตในการนำเรือพระที่นั่งเข้าสู่ฝั่งในเวลากลางคืน  ซึ่งชาวประมงได้อาศัยแสงไฟจากหอนี้เป็นจุดสังเกตนำเรือพระที่นั่งเข้าสู่ฝั่งในเวลากลางคืน ซึ่งชาวประมงได้อาศัยแสงไฟจากหอนี้เป็นจุดหมายในการเดินเรือด้วย
           พระที่นั่งธรรมสภา เป็นพระที่นั่งชั้นเดียว หลังคามุงด้วยกระเบื้องแบบจีน ส่วนประตูทำโค้งตกแต่งหัวเสาเป็นแบบศิลปะโรมัน  พระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวใช้เป็นที่ประชุมสาธยายธรรม  และพระราชพิธีสงฆ์  ในสมัยพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวทรงดัดแปลงเป็นห้องเสวยและเป็นที่ประทับของพระบรมวงศ์ที่ตามเสด็จด้วย