台北探索馆早期是台北市政府新闻处所属的市政资料展示馆，成立于1994年，而后于2000年做更新规划，并予以重新定位，使其具有兼负社会教育及市政宣导双重职责，并提供蒐藏、研究、展示、教育及休闲等功能，以推广科技教育、历史教育、艺术教育及市政建设成果。它于2002年5月正式更名为“台北探索馆”，最后于该年底正式完工启用，号称台湾第一座城市博物馆。
台北探索馆共有四层楼：1楼为“台北印象厅”，主题是我心目中的台北，以图文整合出国内外人士对台北的观感；2楼为“特展厅”，会配合台北市政府举办一些展览活动或市民关心的议题特展；3楼为“城市探索厅”，主题是城市变貌，借由台北六条大街的街道意象，引导参观者追寻台北发展轨迹，并介绍台北文学、电影、艺术、生态环境等；4楼为“时空对话厅”，主题是台北古城之旅，以仿古城墙的基石、图片、文物及模型等，呈现清朝台北城建城、日人拆城等城市不同风貌，让民众更能体会到台北的真正味道。