Die Keimzelle des Stadt- und Heimatmuseums ist die ehemalige Wassermühle im Volkspark, ein technisches Baudenkmal aus der Mitte des 17. Jahrhunderts, das bis 1927 in Betrieb war und 1953 restauriert wurde. Zum Museum in der Mühle gehören weitere Ausstellungsräume in der Schererschen Villa, einem nahegelegenen Gründerzeithaus sowie die von den Mühlradfreunden 2003 bis 2005 im Fachwerkstil erbaute Scheune.
Das Stadt- und Heimatmuseum dokumentiert die Geschichte der Stadt Marl unter naturkundlichen, wirtschafts- und sozialgeschichtlichen und volkskundlichen Aspekten. Im historischen Mühlengebäude (Am Volkspark 14) wird die frühe Industrie- und Handwerksgeschichte an ausgewählten Beispielen aufgezeigt. Neben der völlig erhaltenen und funktionstüchtigen Einrichtung der Wassermühle wird im Kellergeschoß die Rekonstruktion eines Strebausbaus der Zeche Auguste Victoria gezeigt. Im Erdgeschoß werden ferner verschiedene Handwerksgeräte – vornehmlich aus der häuslichen bzw. kleinindustriellen Textilproduktion – und Wohnungseinrichtungen des 18. und 19. Jahrhunderts ausgestellt. Landwirtschaftliche Geräte und die kleinbäuerliche Lebensform werden in der zur Mühle gehörigen Tenne vorgestellt.
In der Schererschen Villa (Am Volkspark 6) präsentiert Marl historische Funde und seine Stadtgeschichte.
Der Neubau der Scheune enthält neben weiteren Ausstellungsräumen die funktionstüchtige Rahmsche Schmiede.
Das Heimatmuseum wurde gegründet von Heinrich Keßler, dem ehemaligen Rektor der Waldschule Marl und Leiter des Heimatvereins. In Würdigung seines Engagements verleiht der Heimatverein seit 2001 alle zwei Jahre den Heinrich-Keßler-Preis an Persönlichkeiten, die sich um die Pflege des Brauchtums, des Heimatgedankens und um den Erhalt der plattdeutschen Sprache verdient gemacht haben.