北海道大学における博物館は、札幌農学校時代の1884年(明治17年)に、それまで開拓使が管理・運営していた植物園博物館を譲り受けたことにより発する。なお植物園博物館は現在、北海道大学北方生物圏フィールド科学センターの管轄下に置かれており、総合博物館とは別組織となっている。

1966年(昭和41年)より札幌キャンパス内に総合博物館の設置が検討が開始され、およそ30年に渡る構想の上、1999年(平成11年度)文部省より設置が認められた。

総合博物館は、札幌農学校の開校以来140年に渡る研究成果として生み出された学術標本を良好な状態で集約・管理し、学内外に情報を発信することを目的としている。

学内組織としての総合博物館は、札幌キャンパス構内にある本館(北10条西8丁目)並びに札幌農学校第2農場(北18条西8丁目)、函館キャンパスの水産科学館(函館市港町)の3施設により構成される。