Muziejaus fonduose sukaupta daugiau kaip 60 000 eksponatų iš archeologijos, etnografijos, numizmatikos, liaudies meno, spaudinių, rankraščių, fotografijų, profesionaliojo meno, gamtos ir kt. rinkinių. Ypač vertingos profesionaliosios tapybos, grafikos, skulptūros, taikomosios dailės kolekcijos į muziejų pateko 1940–1941 m. iš Žemaitijos dvarų. Muziejaus fonduose daugiau, kaip 70 000 XVI–XX a. dvarų archyvų dokumentų, bibliotekoje daugiau, kaip 10 000 XIX–XX a. knygų lietuvių ir užsienio kalbomis, fototekoje daugiau, kaip 15 000 fotonegatyvų, yra mokslinis archyvas.
Gausūs ir įvairūs etnografijos rinkiniai. Tai žemdirbystės, amatų ir buities daiktai, iš kurių ypač originalios kultuvių, lazdų, prieverpstėlių, rankšluostinių bei senųjų žemaičių audinių kolekcijos. Išskirtinę vietą užima kalvystės meno dirbiniai – kryžių ir koplytėlių saulutės. Unikalūs muziejuje saugomi medinės liaudies skulptūros rinkiniai.
Muziejaus meno rinkiniuose – lietuvių nacionalinės dailės mokyklos pradininko Pranciškaus Smuglevičiaus drobė „Agripina neša savo vyro palaikus“, Kanuto Rusecko „Pjovėja“, „Neapolis“, Vincento Slendzinskio paveikslai „Senutė veria siūlą“, „Vyro Portretas“, žymių Vakarų Europos menininkų darbai: flamandų mokyklos atstovo Jano van Veikersloto (1643–1683) „Šeimos portretas“, tapytas 1660 m., vokiečių mokyklos atstovo Luko Kranacho (vyresniojo) (1472–1553) dirbtuvės paveikslas „Išminčių pagarbinimas“, olandų mokyklos atstovo Kasparo Netcherio (1639–1684) „Markizės Montespan portretas“, italų skulptoriaus Pietro Romanelio (1812–1887) skulptūra „Jaunystė“ ir daugelis kitų.
Žemaičių muziejui priklauso Žemaitijos kaimo muziejus, įkurtas 1967 m., atidarytas 1982 m. Jame yra 16 etnografinių XIX a. pabaigos – XX a. pradžios pastatų: turtingo ūkininko, vidutinio ir mažažemio valstiečio sodybos, kalvė, vėjo malūnas.
Istorija
Muziejų 1932 m. vasario 16 d. įkūrė Žemaičių senovės mėgėjų draugija Alka. Steigėjai poetas Pranas Genys, Telšių apskrities viršininkas Eugenijus Šalkauskas, kun. Antanas Juozapavičius, gyd. Jonas Mikulskis. Pagrindas buvo padėtas jau 1924–1925 m., kai Telšių mokytojų seminarijoje buvo pradėti rinkti eksponatai. Iš pradžių Žemaičių kraštotyros muziejus veikė Telšių Birutės gatvėje, tam reikalui išnuomotose patalpose.
Už savivaldybės skirtas, krašto gyventojų ir užsienio lietuvių paaukotas lėšas 1938 m. pastatyti muziejaus rūmai (archit. Steponas Stulginskis).
1948–1988 m. vadinosi Telšių kraštotyros muziejumi.
1988 m. spalio 30 d. muziejus susigrąžino senąjį Žemaičių „Alkos“ muziejaus vardą.