远在蓝田猿人和半坡人史前时期，陕西就出现了体育的萌芽。此后，有周、秦、汉、唐等13个王朝在陕西建都，创造了包括体育文化在内的璀璨文化。陕西作为盛世都城的所在地，体育活动十分活跃。宋元明清时期，体育同样得到了延续和发展。

陕西是中国革命的摇篮。中共中央和毛泽东主席在这里领导中国革命13个春秋，取得了抗日战争和解放战争的伟大胜利。中国共产党在延安开展的红色体育如火如荼，成为近代陕西体育的亮点，为新中国体育事业的发展奠定了坚实的基础。

伴随着新中国前进的步伐，当代陕西体育事业成就辉煌。全民健身活动蓬勃开展，竞技体育活动屡创佳绩，体育产业方兴未艾，体育文化建设成果丰硕。体育在促进人的全面发展、促进经济社会发展中起到了重要作用。

博物馆三楼为多功能互动体验区，主要布设模拟高尔夫、模拟射击、模拟射箭、模拟足球、模拟自行车、模拟F1赛车、捕鱼机、极速赛车、跳舞机、投篮机等25个体验项目，让观众在激情和动感的基础上，感受体育带来的欢乐。