Мемориальный музей находится в квартире, в которой знаменитый советский физик, диссидент и борец за права человека академик Сахаров провёл семь лет политической ссылки. Музей, состоящий из двух отделений, рассказывает о жизни и работе Сахарова. В экспозиционном зале находятся фотографии из семейного архива, а также информация о научной и правозащитной деятельности Андрея Дмитриевича. Вторая часть музея — это сама квартира, в которой в политической ссылке жили Сахаров и его жена Елена Боннэр в условиях изоляции и под пристальным наблюдением КГБ. Здесь полностью сохранена историческая обстановка того времени, имеются некоторые личные вещи. Для посетителей музея проводятся лекции и беседы, в которых освещается научная и общественная деятельность физика. Также в музее проходят конкурсы и научные конференции, посвящённые правозащитной деятельности Сахарова.
