В музее представлены естественное и историческое краеведение. Палеонтологическая коллекция музея является крупнейшей в области.
Фонды музея насчитывают более 60 тыс. экспонатов, есть научная библиотека, где работают студенты, ученики, прорабатывают архивные материалы специалисты. Библиотечный фонд составляет 7500 единиц.
Каждый месяц в выставочных залах музея экспонируются выставки художников, мастеров декоративно-прикладного искусства. Традиционными становятся выставки детских работ и фотовыставки.
Первый в городе музей был открыт на улице Красноармейской (сейчас ул. Квартальная). Начало сбора экспонатов для музея было положено в 1919-1920 годах, когда из национализированных домов и загородных усадеб привозили в Кременчуг картины, статуи, художественную посуду, ткани и прочее. В 1928 г. часть собранных экспонатов разместилась в здании педагогического техникума (бывшая женская гимназия), где возникло Кременчугское краеведческое общество, которое изучало природу и историю края. Усилиями краеведческого общества и педагогов открылся маленький музей. Во время наводнения 1931 г. экспонаты хранились в подвале учительского института и многие оказались поврежденными.
В 1934 г. принимается решение об открытии музея в Кременчуге. В 1936 г. под музей отводится одна из бывших синагог (ныне улица Квартальная, 5), построена в 1910 году. Ремонт здания, благоустройство территории, оформление экспозиции завершились к лету 1937 года.
Музей как отдельная структура работал недолгое время перед войной и был уничтожен в годы войны.
Восстановлен музей в бывшем доме Володарского, а на то время 25-квартирном жилом доме, 9 сентября 1966 г. Открытие музея состоялось через 9 лет – 26 сентября 1975 года.
В течение этого времени создавалась постоянно действующая экспозиция, которая сегодня представлена в двенадцати залах музея, два из которых – выставочные. Экспозиция освещает темы с естественного и исторического краеведения.
В 1991 году была создана постоянно действующая выставка «Этот забывать нельзя!» Узников концлагерей и остарбайтеров – жителей Кременчуга. Выставка сих пор является наиболее информационной по этой теме в Украине. В год 60-летия Победы в Немецко-советской войне музей стал победителем областного смотра-конкурса среди музейных учреждений Полтавщины.
В музее отражена геологическая история Кременчугского района, его флора и фауна.
Природа Кременчугского района раскрыта в нескольких темах, начиная с геологической истории края и заканчивая современной флорой и фауной. Здесь можно увидеть интересную коллекцию палеонтологических образцов, среди которых есть такие древние, как мшанки, губки, моллюски, брахиоподы, черви и др.
Богатая коллекция окаменелых акульих зубов, среди которых – зубы гигантских Кархародон. Среди образцов плейстоценовой фауны есть редкие – остатки пещерной гиены. Экспозиция флоры и фауны района украшают диорамы с многочисленными чучелами птиц, зверей и рыб, среди которых есть краснокнижные виды.
Сотрудниками отдела природы собрана замечательная объемная коллекция минералов и горных пород, часть которой демонстрируется в экспозиции. В тематических экскурсиях в залах природы добавляются видеофильмы по Красной книге и по заповедным объектам края.
Зал археологии. Более 1000 экспонатов, среди которых есть и уникальные, рассказывают о древней истории края. Полная археологическая коллекция музея насчитывает 6 тысяч предметов, охватывающих практически весь временной диапазон, начиная с мустьерской эпохи палеолита и заканчивая материалами раскопок позднесредневековой крепости Кременчуг.
В коллекции широко представлены материалы позднепалеолитических мастерских-стоянок из устья Сулы – малоизвестной страницы истории Украины. Немало интересных находок сделано и в пределах непосредственно Кременчуга, например, неолитические находки днепро-донецкой культуры, среднестоговской энеолитичной культуры, в том числе комплекс роговых мотыг вместе с костями домашнего коня, комплекс Черняховского посуды из детского погребения конца IV – начала V вв. Весомой частью археологического наследия музея является коллекция древнерусского посуды и свидетельствует о возникновении Кременчуга около XII в. - в эпоху Киевской Руси.
Экспозиция дореволюционного периода. Оригинально оформленная экспозиция отдела истории дореволюционного периода. В виде стационарной выставки показано период развития Кременчуга на рубеже XIX-ХХ веков.
В центре зала – фрагмент старой улицы с брусчаткой, афишных тумбах и уличным керосиновым фонарем.
Привлекает внимание интерьер гостиной с мебелью классического стиля, с кафельной печкой и большим количеством фарфоровой посуды и столового серебра. Рядом с гостиной еще один интерьер – кабинет хозяина дома с прекрасным письменным столом, пишущей машинкой, ценными книгами, фотографиями и часами, удобными полукреслами. Через окно можно увидеть собор Успения Пресвятой Богородицы – главный православный храм города.
Зал Второй Мировой войны поражает большой диорамой «Освобождение Кременчуга от фашистских захватчиков». Представлено 32 альбома, где собран материал о погибших в годы войны кременчужан – своеобразная рукописная Книга Памяти. В двенадцати видеофильмах собран весь краеведческий материал, посвященный тематике войны. Он используется при проведении различных мероприятий, посвященных событиям этого времени, и во время тематических экскурсий.
Музей был открыт в 1951 году, в родительском доме, где Антон Макаренко жил в 1905-1911, 1917-1919 годах. Это был первый музей имени педагога в СССР.
В 1976 году была открыта мемориальная доска на здании музея.
В марте 2008 года музей был ограблен. Было украдено 1659 экспонатов. По данным было украдено корпус золотые часы, награды, книги из личной библиотеки педагога.
По данным на 2012 год в музее Макаренко представлено 34 тысяч экспонатов. Среди них – личные вещи Макаренко, мебель и книги его родителей. Многие из экспонатов представлены впервые. Это и шахматы, и очки, и горн, и скрипка. Наибольшей ценностью считаются метрика и фотография приезда Макаренко в 1937 году.