Das Stadtmuseum Sandersleben wurde 2002 eröffnet und ist in einem historisch bedeutsamen Haus von 1865 untergebracht: dem Gefängnis des einstigen Anhaltischen Amtsgerichts von Sandersleben. Das Haus diente bis 1927 als Haftanstalt für bis zu acht Gefangene. Danach wurde es zur Unterbringung für Obdachlose genutzt, ehe es zu einem Wohnhaus umgebaut wurde. In den 1990er Jahren stand das Haus dann leer, bevor die Stadt das Gebäude aufwendig sanieren und in seinen Originalzustand versetzen ließ. Damit ist das Stadtmuseum Sandersleben das einzige Museum im ländlichen Raum Sachsen-Anhalts mit einem historischen Gefängnistrakt.
Heute können sich die Besucher in den Zellen auf Spurensuche durch die Geschichte von Sandersleben begeben. Das Museum präsentiert in sieben Ausstellungsräumen rund 3.000 Exponate.
In der Themenausstellung „Gerichtsbarkeit, Strafvollzug und Polizei in Sandersleben“ finden die Gäste historische Exponate vom Mittelalter bis zur DDR-Polizei. Eine weitere Ausstellung widmet sich der Stadtgeschichte von Sandersleben. Hier sind unter anderem Funde und Urkunden von der Jungsteinzeit bis zur Gegenwart zu sehen. In der historischen Schulstube hingegen sind ein historisches Klassenzimmerinventar und allerlei geschichtsträchtige Dokumente ausgestellt. Die „Gute Stube“ versetzt seine Besucher darüber hinaus in die erste Hälfte des 20. Jahrhunderts: Das alte Wohnmobiliar lässt hier und da Erinnerungen aufleben und gibt Einblicke in das damalige Leben zu Hause.
Darüber hinaus ist das Historische Stadtarchiv direkt an das Museum angeschlossen.
