1983年（昭和58年）に「田川市石炭資料館」として開館し、2005年（平成17年）に現在の名称に改めました。石炭に関する資料はおよそ1万5千点にのぼり、屋外には炭鉱で使われた大型の機械や、復元された炭坑住宅も並びます。古墳時代の埴輪や武具など、田川の古い歴史を伝える考古資料もあわせて展示しています。
山本作兵衛の炭坑記録画
筑豊の炭坑で約50年働いた山本作兵衛（1892〜1984年）が、坑夫を退いたのち60代半ばから記憶をもとに描き残した絵と、日記などの記録です。2011年（平成23年）5月、697点が日本で初めてユネスコ「世界の記憶」に登録されました。このうち記録画585点と記録文書42点を博物館が所蔵し、その一部を展示しています。坑内の作業から日々の暮らし、炭坑の俗信まで、絵に添えられた文章とあわせて見ると、当時の炭坑の姿が生き生きと伝わってきます。
竪坑櫓と二本煙突
隣接する石炭記念公園は、1910年（明治43年）に完成し1964年（昭和39年）に閉坑した伊田竪坑の跡で、国の史跡「筑豊炭田遺跡群」の一部です。1909年（明治42年）完成の鉄製の竪坑櫓（高さ約28m）と、巻き上げ機などを動かす蒸気ボイラーの排煙用に建てられた2本のれんが煙突（高さ約45m）が残り、いずれも国の登録有形文化財です。この煙突は、炭坑節に歌われた煙突として知られています。
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