南通纺织博物馆由南通市人民政府于1980年兴建，1985年10月正式开馆。是我国第一座纺织专业的科技史博物馆。位于风景秀丽的濠河之畔，与文峰古塔隔河相望。全馆占地2万平方米，建筑面积7000平方米。展厅面积约4000多平方米。馆藏文物1万多件。
南通纺织博物馆继承了张謇创办南通博物苑的传统特色——园林化，由著名建筑学家邓林翰先生设计。在上世纪八十年代，曾被评为“南通市十大街景建筑”之一，曾入选《20世纪中国建筑》一书。
1998年被命名为省级科普教育基地。2001年被命名为市级爱国主义教育基地。2004年被命名为省级爱国主义教育基地。2005年又被列为南通市中小学生素质教育活动基地和南通大学教学实践基地。
展区分主馆和辅馆两大部分，采用室内和露天复原的陈列形式。主馆以各种原始的手工纺织机具和精美的传统手工纺织品等古近代文物组成五个展厅，集中展示了中华民族悠久的纺织历史和灿烂的纺织文化，系统介绍了南通地区从早年的手工土布生产到近代机器棉纺织肇始的演变过程。辅馆由农舍、田园、手工作坊、花纱布庄、布业公所及近代著名实业家、教育家张謇创办的大生纱厂等构成露天复原陈列，生动再现了堪称“中国近代第一城”的南通城乡二十世纪初纺织生产、贸易、教育的情景。其中迁建的大生纱厂近代纺织车间，真实保留了十九世纪末张謇先生创办时的历史原貌，2004年被列入南通市文物保护单位。所收藏陈列的大生纱厂早期使用的纺织设备，为我国引进的现存最早的纺织机器，对研究中国民族轻工业发民史起到极其重要的作用。
南通纺织博物馆坚持以专业特色办馆，为提高陈列的知识性，趣味性，加强与观众的互动性，特设了手工扎染、纺纱、织布等演示项目，并配有专门的实习操作室，以满足中外游客尤其是广大青少年对了解传统纺织文化的深厚兴趣，拓展了手工参与活动项目，从单一的丝绸扎染发展到棉布扎染、陶艺等多种，使活动内容更加丰富，并走出馆门，走进学校，到通师一附、通师二附等学校，上门教学生学习扎染技术，提高青少年的兴趣，寓教于乐。
机杼声声，鸟语花香。这就是您所看到的南通纺织博物馆，一个集历史、科普、园林为一体的“纺织大观园”。
馆内机构设置为“二室一部”，即馆长室、办公室和业务部。
馆长室：统领全馆工作，指导办公室和业务部开展业务。
办公室：后勤、财会、其他行政性工作等。
业务部：宣传接待、陈列设计制作、征集、收藏、保管、图书资料等工作。
1979年10月中国自然科学博物馆协会筹备会议上提出创建设想。中共南通市委于一九八零年三月二十四日研究决定筹建（通革[1980]字第290号文）南通纺织博物馆。
1980年9月18日，成立南通纺织博物馆筹建领导小组和筹备处，领导小组由陈晓阳、陆兆麟、张绪武、季茂之、蔡云、穆烜、洪国辉、叶进仁等同志组成，组长陈晓阳，副组长张绪武、季茂之、蔡云，下设筹备处，由张绪武兼任主任，洪国辉为副主任。
1983年4月27日，调整筹建领导小组，由张绪武、陆兆麟、张克诚、季歇生、穆烜、叶进仁、高树七位同志组成，张绪武任组长，陆兆麟、张克诚任副组长。下设的筹备处由张克诚兼任主任，高树兼副主任，刘伟东任专职副主任。
1985年10月9日，确立南通纺织博物馆董事会成员和馆长人选，明确纺博由南通市纺织工业局主管。馆长由纺织工业局局长兼任。
1994年2月22日，南通市纺织工业局将纺织博物馆委托南通市第一棉纺织厂管理。
1995年8月21日，取消委托管理，由纺织工业局直接管理。
2001年6月26日，南通市编制委员会委托南通纺织控股有限公司管理南通纺织博物馆。
2005年7月5日起，委托南通工贸国有资产经营有限公司管理纺织博物馆。
2012年8月29日，由南通国有置业集团有限公司管理。
2019年12月31日，隶属关系调整为南通市文化广电和旅游局所属。
2020年3月至今，由南通市文化广电和旅游局委托南通博物苑代管。
