Samsø Museum er et kulturhistorisk museum på Samsø. Museet har sin hovedadresse i et tidligere godsmejeri i Tranebjerg fra 1911, der fungerer som centrum for museets aktiviteter og besøgssteder. Museet hører under Moesgaard Museum, som har ansvar for nyere tids kulturhistorie og arkæologien på Samsø.
I 1910 stiftedes Samsø Museumsforening, men først i 1917 kunne foreningen slå dørene op til Samsø Museum i Tranebjerg, der var indrettet i en kopi af en firlænget skippergård fra Nordby. Gården blev opført af gamle materialer fra forskellige Samsøgårde med udgangspunkt i billedskæreren Bertel Olsens tegninger. Bertel Olsen havde siden 1879 været virksom inden for museumsverdenen og var en af drivkræfterne bag opførelsen af gården. På grund af manglende økonomi var man kun i stand til at opføre tre længer.
Samsø Museumsgård står i dag hovedsagelig som i 1917, indrettet med bondestuer og møbler fra landbohjem, egnsdragter samt museets samlinger af landbrugsredskaber og landbosager. Hertil kommer to samlinger af flintredskaber fra stenalderen fra hhv. H.W. August Kruse og herregården Brattingsborg.
1990‑91 blev Samsø Museum til Økomuseum Samsø. I perioden herefter åbnede museet besøgssteder i en række kulturhistorisk værdifulde bygninger på øen, bl.a. i Kolby Mølle, Brundby Mølle, husmandsstedet i Fredensdal, landsbysmedjen i Langemark, den gamle skolebygning i Nordby og krudthuset ved Vesborg Fyr. I 2015 fusionerede Økomuseum Samsø med Moesgaard Museum og blev en afdeling under Moesgaard Museum med sit gamle navn: Samsø Museum. I 2018 annoncerede museet, at den fredede firlængede skippergård, Beyergården i Mårup, hvis ældste dele stammer fra ca. 1794, vil blive sat til salg.
