館內的展示配合古蹟再利用的空間使用，共分上下二層樓。建築物配合自然環境地形，入口由二樓進入；二樓為原本之貴賓室及休憩空間，現在展示北投的人文、歷史、產業等主題，一樓為原本之公共浴場、個人浴池空間，現展示溫泉、溫泉相關設施、用品、北投石、浴場空間使用等主題。
北投溫泉博物館
二樓
「重享溫泉北投情」
展 示內容透過一些老照片，讓大家瞭解北投溫泉鄉的過往景象以及各個時期的發展特色：如在溫泉鄉走唱表演「那卡西」、因應當時特種行業，當時旅社以摩托車接 送侍應生所發展出來的特殊行業「限時專送」，現今已變成為北投特有的便民服務行業等。本展示區向遊客介紹北投溫泉鄉的人文歷史、產業變遷及博物館重建過 程、相關器物展示。
「榻榻米活動大廳」
在日治時代，榻榻米大廳是當時的人在沐浴後納涼、用餐、休憩的地方，在這裡可以眺望整個北投谷地以及公園美景，開放的室內空間通風良好。目前於週二至週五，開放遊客自由進入休憩，週六、日因參觀人數眾多，故此區暫不開放。
榻榻米及其走廊
一樓
「北投溫泉」
北 投、陽明山一帶主要的三種溫泉分別是白磺、鐵磺和青磺，其中青磺只有北投地熱谷才有；北投的白磺主要來自惇敘高工附近的硫磺谷，六窟溫泉附近則有鐵磺， 所以北投可以說是享用溫泉的最佳地點。青磺是強酸性溫泉，PH值在1~2之間，帶有刺鼻的鹹味，成透明微綠；白磺也是酸性泉，PH值在3~4之間，有硫磺 味，因懸浮物而呈混濁的乳白色；體礦是中性泉，無味透明，含有鐵質，又稱做「赤礦」。
此展示區展示溫泉相關硬體設備。1995包括溫泉管線系統模型、修復時留下之溫泉管（包括溫泉陶管、PVC塑膠管、口徑磚、分水管、磺底石等）、小型溫泉浴池，讓遊客可以瞭解早期運送溫泉使用的管線、溫泉水費的計價方式及溫泉持石材的接著劑等。
「北投石的家鄉」
北投石是正式學名，也是全世界唯一用台灣的地名來命名的礦石，它的產地只有日本玉川及台灣的北投溪，它們的共通特性為生成於溫泉水質皆為青磺，且具有微量的放射性元素鐳。
而所謂的北投石是附著在石頭上的一層結晶物，它的價值不在於使用與收藏上，然而學術研究上是相當難能可貴的。
「溫泉走廊」
本區對於溫泉的形成、世界溫泉的分佈有初步的描述，並大舉例介紹台灣與世界各地的知名溫泉區。
「浴池風情」
浴場是公共浴場的精神所在，也是整棟建築物最重要的空間。依據當年旅遊摺頁所載為當時東亞最大型溫泉浴場。大浴池只供男性沐
北投石
洗澡堂的地磚，是不是有點像古羅馬時代的造型？
