博物馆是用实物展示历史的场所。在那里，一些古代物品或物品的残片会被放在玻璃框中短暂展出，以满足参观者对遥远过去的好奇心；相关历史知识则以图片、文字等形式介绍给参观者。这种真实的实物展出实际上存在着一些严重的限制。大多数博物馆只有有限的空间来摆放展品，然后又被换掉。每件物品被陈列时还存在着被毁坏或被偷窃的危险，甚至将物展品暴露在空气中和直接光线下也会造成严重的永久性损伤。而更主要的是参观者只能通过博物馆所展示各种物品或物品的残片、图片以及相应的文字说明，来想象当时的情景。
虚拟博物馆则采用数字模拟物品及真实场景的三维模型展示历史，是传统的考古技术与先进的计算机虚拟技术的结合。整个场景可以三维和交互式探索形式重现。随着考古新信息的获取，场景虚拟再现可以得到更新，以反映增加的资料；考古学家以前所未有的方式进行协作，共同建立细节越来越丰富的古代世界模型。由于虚拟物展品和场景全部存在于计算机中，因此，对其尺寸的大小没有任何限制，物体的三维模型可以无限期展示，没有物品被毁坏、被偷窃的危险。在虚拟博物馆里，人们不仅可以看到物品的三维模型，而且可以在计算机虚拟世界环境中进行观赏，该虚拟世界在每一细节上看上去与实际的历史遗迹并无二致。
例如恐龙博物馆，当参观者戴上显示头盔时，可以看到与从太空中看到的一样的地球。然后，参观者通过数字手套对所看到的地球影像进行不断的放大与漫游，可以看到侏罗纪年代地球上的自然景观，以及各种各样的恐龙及其他动植物。通过系统的声音识别能力，参观者可以听到恐龙和其他动物的叫声。通过对看到的恐龙进行点击，可以详细观察任何一种恐龙的生活习性。可以通过对恐龙和其他动植物的种类及数量进行重新分配，同时对当时的气候进行模拟和调整，从而观察在不同分配方案和自然条件下恐龙的演化情况。
这里介绍的另一个实例——虚拟庞贝已是成功的实例。庞贝古城在公元前9年被维苏威火山喷发的火山灰掩埋。现在庞贝某些部分的模型已经建立起来，并且在虚拟现实程序中得以实现。美洲考古研究所以及匹兹堡大学艺术史学的专家重建了庞贝的剧院建筑群与爱西斯神庙，以及这座古城市的其他建筑，虚拟现实场景使观众体验到庞贝人的生活和文化。剧院建筑群的重现包括大剧院、赫拉克勒斯神庙及三角论坛。人们可以走进一个露天圆形剧场，并观看一场戏剧演出。在另一个重现中，观众可以探索以惊人细节展出的爱西斯神庙，设有柱廊的走道、庭院、建筑结构、雕塑及彩色壁画。这种真实感又由于诸如一个唱诗者和长笛手等动画人物，以及由于良好的伴音而得到进一步加强。一开始从远处看，唱诗的歌者说的是拉丁文，但当观众走近时，唱诗者都改用了英文。这为今天的观众创建了一个动态世界，并使他们处在其中去理解和感受。这些都是传统的博物馆无法提供的。虚拟博物馆真实场景的模拟需要大量的多分辨率地球信息，需要数字地球技术支撑。