کاخ شهر گرگان یکی از ۱۲ کاخ پهلوی در کشور و محل اقامت این خانواده در منطقه بوده که پس از مرمت به موزه گرگان تبدیل شده. این بنا در دو طبقه به سبک اروپایی و به دستور رضاخان در سال ۱۳۱۷ در کنار مجموعه ای از ساختمان های اداری ساخته شد. این کاخ موزه با پیشینه ۷۰ ساله، به عنوان بیست و چهارمین موزه کشور و نخستین موزه شمال کشور به ثبت ملی رسیده و با مرمت و بازسازی در اردیبهشت سال ۸۸، مجدداً افتتاح شد.
در طبقه همکف مجسمه ها و لوازمی از ۳۰ تن از مشاهیر استان گلستان از قرن سوم تا دوره پهلوی معرفی شده اند و در طبقه بالا ۱۰۰ قلم از لوازم و اشیای خانواده پهلوی به نمایش گذاشته شده.
در حیاط موزه ،سنگ قبرهایی از قرن ۸ تا ۱۴ قمری به تماشا گذاشته شده. در سالن باستان شناسی آن نیز زوایایی از تاریخ سرزمین باستانی گرگان از ۵۰۰۰ سال پیش تا اواخر دوره قاجاریه به نمایش درآمده است.