Seit dem 11. September 2016 befindet sich das Stadtmuseum in dem historischen Marktkeller von 1900. Auf rund 1.300 Quadratmetern können große und kleine Gäste die Geschichte der heutigen Landeshauptstadt entdecken. Im etwa dreivierteljährlichen Wechsel werden hier unter dem Titel „Wiesbadens Lieblingsstücke“ stadthistorische Ausstellungen gezeigt. Die Besucherinnen und Besucher haben darüber hinaus die Möglichkeit, sich über die Datenbank der Sammlung Nassauischer Altertümer ein Lieblingsstück auszuwählen, das dann für einen gewissen Zeitraum in einem eigenen Raum mit dem Titel „Unsere Schatzkammer“ in die Ausstellung integriert wird. Ergänzend werden weitere Sonderausstellungen präsentiert.

Der Bestand des Stadtmuseums Wiesbaden umfasst zwei große Bereiche: Die historische, landeskundliche Sammlung Nassauischer Altertümer (SNA) und die jüngere stadtgeschichtliche Sammlung, die sich besonders der Kultur- und Alltagsgeschichte Wiesbadens vom 19. bis 21. Jahrhundert widmet. Hierbei reicht die Spanne der Objekte von historischer Kleidung über Flugblätter und Werbeschriften bis hin zu Erinnerungen an die Weltkurstadt.

Die SNA mit rund 350.000 Objekten gliedert sich in die Bereiche Archäologie, Grafik, Gemälde und Fotos, Kunstgewerbe, Militaria, Nassau und Wiesbaden, Numismatik und Skulpturen. Sie entstand in den 1820er Jahren durch den Ankauf der Sammlung des Frankfurter Freiherrn Johann Isaac von Gerning. Durch Schenkungen und weitere Ankäufe wurde im Laufe der Jahrzehnte aus der relativ kleinen heterogenen Gerningschen Sammlung die landeskundlich orientierte Sammlung Nassauischer Altertümer.