Με ανεκτίμητης αξίας εκθέματα, το νέο Αρχαιολογικό Μουσείο της Ολυμπίας, έχοντας αντικαταστήσει το παλαιότερο, το γνωστό ως «Σύγγρειον», οικοδομήθηκε σε σχέδια του αρχιτέκτονα Πάτροκλου Καραντινού μεταξύ των ετών 1966 και 1975 και παρουσιάζει τη μακραίωνη ιστορική εξέλιξη του ιερού του Διός μέσα από σημαντικότατα ευρήματα και σύμφωνα με τις σύγχρονες μουσειολογικές προσεγγίσεις.
Η μόνιμη έκθεσή του, χρονολογικά και θεματικά διαρθρωμένη, περιλαμβάνει όσα η ανασκαφική σκαπάνη έφερε στο φως και χρονολογούνται από τα προϊστορικά έως και τα πρώτα χριστιανικά χρόνια και φιλοξενείται σε χώρο με προθάλαμο και δώδεκα αίθουσες.
Από τα πλέον προβεβλημένα εκθέματα είναι ο ξακουστός Ερμής του Πραξιτέλη, η Νίκη του Παιωνίου, το πήλινο ακρωτήριο του Ηραίου και ο γλυπτός διάκοσμος του ναού του Δία. Η έκθεση των γλυπτών, για την οποία φημίζεται το μουσείο, η συλλογή χάλκινων αντικειμένων, που είναι από τις πλουσιότερες στον κόσμο και απαρτίζεται από όπλα, ειδώλια και άλλα αντικείμενα, αλλά και τα ιδιαίτερα δημιουργήματα της μεγάλης πηλοπλαστικής έχουν επίσης εξέχουσα θέση. Με τη βοήθεια πλούσιου εποπτικού υλικού, η ενημέρωση για τα εκθέματα είναι πλήρης.
Το κτιριακό συγκρότημα του μουσείου διαθέτει επιπρόσθετα βοηθητικούς και αποθηκευτικούς χώρους, αλλά και εργαστήρια συντήρησης αντικειμένων, ψηφιδωτών και μικροευρημάτων.
