湖南省博物馆现有馆藏文物18万余件，尤以马王堆汉墓出土文物、商周青铜器、楚文物、历代陶瓷、书画和近现代文物等最具特色。
1973年在湖南长沙马王堆三号汉墓出土了一批极为珍贵的写本古佚书，内容包括天文、地理、军事、医学和哲学，统称为马王堆帛书。
长沙马王堆一号西汉墓出土保存完好的成件的衣物有58件，印花敷彩纱是首次发现的汉代印花和彩绘相结合的高级丝织品。
长沙马王堆一号汉墓出土了一件稀世珍品——素纱禅衣。这件薄如蝉翼的素纱衣重量为49 克（不到一两），它是现存的年代最早、最轻薄的衣服。
1959年，在长沙左泉塘新生砖厂地区的汉墓中，出土了一方洁白无瑕的羊脂白玉印，被湖南省博物馆列为一级文物。此印为覆斗钮，篆书阴文“桓啓”两字。
云纹漆案及杯盘，这套漆器的拥有者是西汉长沙国丞相、轪侯利苍的妻子，器物上“软侯家”三字可为证。
筑是一种战国时期中原地区新出现的一种击弦乐器，马王堆汉墓中所出土的这件筑为楚地之筑的代表。
西汉帛画，汉代盛行厚葬，人们都以为人死后的灵魂是不灭的，可以升入天界，因此营造墓穴，雕绘墓壁，把阴间布置得有如人间一般。他们在覆盖棺椁的帛画上，描绘出灵魂升天的情景和灵魂所生活的天界仙境，以寄托渴望成仙的遐想。
马王堆一号墓奏乐俑共有5个，其中2个吹竽，3个鼓瑟，屈膝跪坐，低额高鼻，墨眉朱唇。既反映了当时雕塑艺术的水平和成就，又可考证当时人的生活习俗、衣着服饰及丧葬礼俗。
