کاخ شهر گرگان یکی از ۱۲ کاخ پهلوی در کشور و محل اقامت این خانواده در منطقه بوده که پس از مرمت به موزه گرگان تبدیل شده. این بنا در دو طبقه به سبک اروپایی و به دستور رضاخان در سال ۱۳۱۷ در کنار مجموعه ای از ساختمان های اداری ساخته شد. این کاخ موزه با پیشینه ۷۰ ساله، به عنوان بیست و چهارمین موزه کشور و نخستین موزه شمال کشور به ثبت ملی رسیده و با مرمت و بازسازی در اردیبهشت سال ۸۸، مجدداً افتتاح شد. در طبقه همکف مجسمه ها و لوازمی از ۳۰ تن از مشاهیر استان گلستان از قرن سوم تا دوره پهلوی معرفی شده اند و در طبقه بالا ۱۰۰ قلم از لوازم و اشیای خانواده پهلوی به نمایش گذاشته شده. در حیاط موزه ،سنگ قبرهایی از قرن ۸ تا ۱۴ قمری به تماشا گذاشته شده. در سالن باستان شناسی آن نیز زوایایی از تاریخ سرزمین باستانی گرگان از ۵۰۰۰ سال پیش تا اواخر دوره قاجاریه به نمایش درآمده است.
کاخ موزه گرگان در پارک شهر و نزدیک میدان شهرداری قرار دارد. این کاخ اختصاصی در دوره رضاشاه پهلوی و در سال ۱۳۱۷ احداث و یکی از کاخ های سلطنتی شمال محسوب می شود که در دهه ۴۰ به موزه تبدیل می شود. این کاخ دو طبقه دارد که طبقه پائین به تالار مشاهیر تبدیل شده که یکی از زیباترین موزه های مشاهیر در ایران است. تندیس تعدادی از مفاخر و مشاهیر گرگانی که بسیاری از آنها برای ما ناشناخته است در اینجا به نمایش گذاشته شده است: ابوسعید جرجانی، حکیم اسماعیل جرجانی، فخرالدین اسعد گرگانی، لامعی گرگانی، ابوسهل مسیحی جرجانی، میرفندرسکی، میرداماد، و ...
طبقه بالا نیز به نمایش اشیای دربار از دوره پهلوی اختصاص دارد که بسیاری از آنها اهدایی اروپاییان بوده است. همچنین تختخواب، مبلمان، وان حمام و ... اختصاصی کاخ نیز همچنان در جای خود قرار دارند.