プロアマ問わず、国内外の野球にまつわる貴重な資料約4万点を収蔵し、そのうち約2000点を常時展示している。世界一となったWBCや東京2020オリンピック関連資料も収蔵。野球にかかわる蔵書が5万冊以上そろう図書室もある。毎年、野球殿堂入りした方々の表彰も行われており、歴代顕彰者の肖像レリーフが野球殿堂ホールに展示されている。戦没したプロ野球選手の名を刻んだ「鎮魂の碑」の管理も行い、戦没したアマチュア選手の慰霊のための「戦没野球人モニュメント」が、戦後60年の2005年11月に野球殿堂博物館内に建立された。1959年6月12日、野球体育博物館は後楽園スタジアムに隣接した場所で開館。東京ドーム建設に伴い1988年3月に現在の場所に移転、2013年4月には野球殿堂博物館と名称変更した。理事長は開館以来、コミッショナーが兼務することになっている。