Своеобразной сокровищницей памяти истории и культуры традиций города является сеть музеев и выставочных залов «Горнозаводской Урал». Начало музейному делу было положено в 1840 году, когда по велению Павла Демидова был создан «Музей естественной истории и древности», один из старейших провинциальных музеев России.
Первый в России музей-завод истории развития черной металлургии, уникальность и историческое значение которого признано международной научной общественностью. На заводе сохранилась планировка вододействующего предприятия. Здания и оборудования XIX –XX веков наглядно демонстрируют развитие металлургических технологий, совершенствование энергетической системы. Здесь можно проследить все этапы развития типичного уральского завода с использованием разных источников энергии: воды, пара, электричества. Действующие экспозиции «Доменное производство», «Мартеновское производство», «Энергохозяйство» и «Подвижной состав» вызывают большой интерес посетителей.
История Нижнетагильского горнозаводского округа разносторонне представлена в Нижнетагильском государственном музее-заповеднике «Горнозаводской Урал», который объединил 16 музеев и объектов, расположенных на территории Горнозаводского округа.
В состав музея-заповедника входят десять музеев, расположенных в Нижнем Тагиле и за его пределами, в том числе: Нижнетагильский историко-краеведческий музей, Музей природы и охраны окружающей среды, Мемориально-литературный музей А.П. Бондина, Литературно-мемориальный музей Д.Н. Мамина-Сибиряка (посёлок Висим), Нижнесалдинский краеведческий музей (город Нижняя Салда), Минералогический музей им. А.Е. Ферсмана (село Мурзинка).
Также в состав музея-заповедника входят Выставка открытого хранения фондов (Нижние провиантские склады), Выставка крупногабаритных экспонатов, Дом редкой книги (Краеведческая библиотека) и Главный карьер Высокогорского горно-обогатительного комбината.
