伊犁州博物館的展廳有歷史陳列廳、民族風情廳、文物古跡廳、自然地理廳、臨時展覽廳。
1、歷史陳列廳
歷史陳列廳主要展示伊犁地區從古至今的歷史變遷，包括史前時期、漢唐時期、宋元時期、明清時期以及近現代的歷史。展廳內陳列著大量珍貴的歷史文物，如漢代的銅鏡、唐代的陶器、宋元的瓷器等，反映了伊犁地區悠久的歷史文化底蘊。此外，還有展示伊犁地區各民族交往、融合的歷史事實，以及考古實物、文化遺存等。
2、民族風情廳
民族風情廳主要展示伊犁州各民族的服飾、民俗、民間藝術等特色文化。展廳內陳列著各民族的傳統服飾、飾品、樂器、民間工藝品等，生動展現了伊犁各民族豐富多彩的生活習俗。此外，還有以場景復原、多媒體展示等方式，讓觀眾更加直觀地了解伊犁民族的特色文化。
3、文物古跡廳
文物古跡廳集中展示伊犁地區的古代遺址、古建築、古墓群等文物古跡。展廳內陳列著大量的草原文物精品，如青銅器、鹿石、波馬古墓金銀器、絲織刺繡遺寶等。這些文物反映了伊犁地區草原文化的獨特魅力，展示了伊犁歷史文化的豐富內涵。
4、自然地理廳
自然地理廳主要展示伊犁州的自然環境和地理資源。展廳內通過地貌模型、動植物標本、地質礦產等實物和圖片資料，展示了伊犁州豐富的自然資源和多樣的生態環境。此外，還有展示伊犁州風景名勝和旅遊資源的展板，為觀眾提供了壹份伊犁自然風光的畫卷。
5、臨時展覽廳
臨時展覽廳主要用於舉辦各類專題展覽和臨時展覽，如藝術展覽、攝影展覽、非物質文化遺產展示等。展廳內展品豐富多樣，旨在傳播優秀傳統文化，促進文化交流。此外，臨時展覽廳還可根據需要舉辦各類學術講座、科普活動等，充分發揮博物館的社會教育功能。
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