Das Markgräfler Museum ist in einem frühklassizistischen Stadtpalais untergebracht, das um 1780 erbaut wurde und zeitweise auch als "Gasthaus zur Krone" und als Rathaus diente. Auf vier Etagen mit über 1.500 Quadratmetern Ausstellungsfläche präsentieren sich die vier Abteilungen. Im historischen Weinkeller taucht man in die Geschichte des Weinbaus im Markgräflerland mit dem in Müllheim geborenen Weinbaupionier Adolph Blankenhorn (1843-1906) ein. Daran schließen sich Stationen zur Geologie und über archäologische Funde der Region von der Ur- und Frühgeschichte bis ins Mittelalter an. Fünf Repräsentationsräume veranschaulichen die von Frankreich beeinflusste Wohnkultur der wohlhabenden Markgräfler Weingutsbesitzer im 18. und 19. Jahrhundert, zudem gibt es eine Abteilung zur Regionalgeschichte und zur Literatur am Oberrhein. Im ersten Obergeschoss befindet sich eine neu eingerichtete Galerie zur Kunst am südlichen Oberrhein.