Černobylio muziejaus ekspozicijoje pasakojama apie didžiausią katastrofą atominės energetikos istorijoje – avariją Černobylio atominės elektrinės ketvirtajame bloke 1986 metų balandį. Muziejuje surinkta apie 7000 eksponatų – tai išslaptinti dokumentai, žemėlapiai, nuotraukos, etninės kultūros objektai, avarijos dalyvių asmeniniai daiktai.

Černobylio muziejaus atidarymas įvyko 1992 m. balandžio 26 d. ir sutapo su 5-osiomis avarijos metinėmis. Šiuolaikinio tūrio muziejaus ekspozicija atsirado ne iš karto, o palaipsniui buvo renkama dėl to, kad informacija apie avariją, jos priežastis ir pasekmes buvo įslaptinta, o įvykio dalyviai negalėjo pasakyti tiesos. Didžioji dalis to, kas pristatoma muziejuje, publikuota pirmą kartą – dokumentai, žemėlapiai, pažymėti „Paslaptis“, nuotraukos.
Virš įėjimo į muziejų lankytojus pasitinka užrašas „Est dolendi modus, non est timendi“ (Sielvartas turi ribą, bet nerimas neturi ribų). Toliau lankytojai mato užtvarą su nerimą keliančiomis mirksinčiomis lemputėmis, kuri atveria įvažiavimą į Černobylio kelią. Simbolinis Černobylio kelias – tai laiptai, vedantys į pagrindinę muziejaus salę, prie kurių virš lankytojų galvų kabo kelio ženklai su 76 Ukrainos miestų ir kaimų pavadinimais iš perkėlimo zonos, kurie nušluoti nuo muziejaus veido. žemė spinduliuote.
Iš Černobylio kelio lankytojai patenka į pirmąją ekspozicijos salę, kurios grindys pagamintos iš pagrindinės reaktoriaus salės biologinės apsaugos plokštės. Salės centre – ikonostasas, kurio fragmentus muziejaus tyrėjai atvežė iš Atskyrimo zonoje esančios Prisikėlimo bažnyčios. Po ikonostazės gaubtu vietoj šrifto siūbuoja Polissya valtis – Nojaus arkos simbolis, o joje – muziejaus lankytojų palikti vaikiški žaislai. Šalia ikonostazės yra 3 figūrėlės likvidatorių su apsauginiais kostiumais ir respiratoriais. Du angelai išskleidė savo sparnus virš ikonostazės: baltas ir juodas, gėris ir blogis. Po balto angelo sparnais, tarsi jo globoje – po nelaimės gimusių vaikų portretai, ant juodo sparnų – nuotraukos iš naujausios pastarųjų 70 metų istorijos. Salės lubos padarytos simbolinio pasaulio žemėlapio pavidalu, kuriame pavojaus šviesomis mirga visuose Žemės žemynuose esančios atominės elektrinės. Ant salės sienų – socialinių plakatų, skirtų branduolinei tematikai, paroda.
Muziejuje galima peržiūrėti unikalią filmuotą medžiagą apie nelaimę ir jos pasekmes, pamatyti Černobylio elektrinės bloko veikimo modelį, veikiančią trifazę dioramą „Černobylio atominė elektrinė prieš avariją, jos metu ir po jos“ – parodo, kaip įvyko sprogimas, dėl to sugriauta atominė elektrinė, virš sugriauto bloko pastatytas sarkofagas.

Muziejaus salių ekspozicija pasakoja apie herojišką ir pasiaukojantį daugelio profesijų žmonių – civilių ir karinių specialistų darbą Černobylio avarijos padariniuose. 1998 metais muziejuje pasirodė elektroninė knyga avarijos likvidavimo dalyviams atminti su daugiau nei 5 tūkstančiais likvidatorių pavardžių.

Per savo gyvavimo metus Černobylio muziejų aplankė daugiau nei 80 pasaulio šalių atstovai. Tarp jų – mūsų ir kitų šalių prezidentai, JT misija, vadovaujama generalinio sekretoriaus Kofi Annano, ESBO prezidentas Adrianas Severinas ir kt.