Pozdně renesanční a raně barokní zámek se nachází ve středu města. Byl vystavěn na místě původní vodní tvrze ze 13. století. Od roku 1960 se v zámku nachází muzeum se zaměřením na dějiny regionu, historii hornictví, geologii a ekologii.
V roce 1622 po bitvě na Bílé Hoře získali zámek Nosticové, kteří ho přestavěli. Zámek měl původně dvě brány a na věžích báně, obklopoval jej vodní příkop, park se sochami a obora s daňky a jeleny. V 18. století bylo upraveno okolí zámku na zahradu ve francouzském stylu. V současné době zámek tvoří čtyřkřídlá budova s uzavřeným nádvořím a čtyřmi nárožními věžemi. Zajímavostí je, že jeho severní věže jsou válcovité a jižní věže hranaté s okrouhlou spodní části.
V letech 1800-1805 nechal hrabě Bedřich Nostic opravit zámek v klasicistním stylu. Od roku 1960 se v zámku nachází muzeum, které nabízí k prohlídce dvě expozice: vývoj hornictví a dějiny regionu – kde uvidíte doklady k těžbě, úpravě a zpracování rud a uhlí a dále návazné výroby, jako hutnictví, výrobu porcelánu a skla, cínařství, staré chemické výroby – minerální závody, produkce krajek a hudebních nástrojů, ukázka fauny a flóry. Tyto obory jsou doplňeny o přírodu regionu, život lidí a etnografii.
Dále jsou zde k vidění ukázky z produkce místních porcelánek a skláren a ve dvou místnostech je přiblížena také historie rodu Nosticů.
V roce 2017 proběhla renovace expozic. Přibyl model dolu, vyrobený podle dobových záběrů dolu Bohemia. Zajímavá je i figurína neandrtálce a model malého mamuta - koncem třicátých let dvacátého století se v místech dnešního jezera Medard objevily dva mamutí kly a kosti. Další z novinek je například vitrína, v níž se nachází řada retro věcí, malovaná přilba či různé lampy. Průběžně přibývají i další předměty, kterými se expozice bude postupně doplňovat.
V bývalé "Myslivně" u brány do zámeckého parku je pro badatele otevřena knihovna muzea, jejíž knížní fond čítá kolem 6 000 svazků. Kromě literatury o obecných dějinách a dějinách umění obsahuje specializované fondy starých tisků, regionální literaturu a knihy o hornictví a geologii v českém a německém jazyce.
Nová expozice 2019
Nová expozice se připravuje ve sklepeních sokolovského zámku. Bude tam vystaven sokolovský poklad, který se našel v 90. letech při výkopových pracích. Jeho součástí jsou například šperky mnohamilionové hodnoty. Kromě toho historici objevili i kamenné trosky hradebního opevnění z 13. století.
Muzeum chce díky nové expozici ukázat i objevené nápisy vězňů z 16. a 17. století a také nejspíš jedinou zachovanou renesanční koupelnu. Stavební práce by měly začít ještě letos (2018).
Nový prohlídkový okruh by mohl být otevřený již v roce 2019.
Další pobočky Krajského muzea v Sokolově
Krajské muzeum v Sokolově 
Instituce byla oceněna v
Národní soutěži muzeí Gloria musaealis:
2005 – Cena Gloria musaealis v kategorii Muzejní publikace roku 2005 – za publikaci „Zaniklé obce Sokolovska“
2004 – II. místo v kategorii Muzejní počin roku 2004 – za záchranu vozového parku důlní železniční dopravy o rozchodu 900 mm
2002 – II. místo v kategorii Muzejní publikace roku 2002 – za publikacu „Slavkovský porcelán 1792–2002“