Historie muzejnictví má v Bílině dvě nejen dějinné, ale také tematické linie. Zámecká linie začíná tehdy, když kníže Josef Franz Maxmilian Lobkowicz přijal do služby na bílinském panství velmi významného lékaře a přírodovědce F.A. Reusse. Ten se do Bíliny přistěhoval roku 1785 a stal se lázeňským a panským lékařem. Současně vykonával funkci ředitele průmyslových podniků knížete Lobkowicze. Spravoval bílinskou kyselku, zaječickou hořkou vodu, těžbu granátů u Měrunic, uhelné doly a těžbu rud na Cínovci a také celou řadu cihelen, vápenek a malých kamenolomů. Při této činnosti si často zaměstnanci všimli zajímavých kamenů a zkamenělin, které byly poslány na bílinský průmyslový úřad. Jak rostl zájem F.A. Reusse i jeho významné kontakty, tak se kolekce přírodnin rychle rozrůstala. Zcela určitě docházelo, dle množství získaných přírodnin, k pravidelnému shromažďování nerostů a zkamenělin z okolní těžby nerostných surovin. Sbírka se rozrůstala také čilou výměnou s mnoha předními badateli v celé Evropě. Malá sbírka minerálů byla již v té době vystavena ve dvou menších místnostech na zámku. Soukromá Reussova sbírka byla uložena na ředitelství průmyslových podniků - areál Starého zámku v Komenského ulici. Po smrti Josefa Franze Maxmiliana Lobkowicze roku 1816 se majitelem panství stal kníže Ferdinand Josef Lobkowicz, který měl velkou zálibu v přírodních vědách a hlavně v mineralogii. Roku 1821 prodal Dr. Reuss celou svoji sbírku nerostů a zkamenělin i s rozsáhlou knihovnou za vysoký obnos 10 tisíc zlatých zámeckému pánu. Došlo ke spojení s menší kolekcí přírodnin ze zámku Jezeří a vznikla tak největší geologická sbírka v habsburské monarchii, která byla vystavena v několika sálech na zámku. Sbírku do konce svého života spravoval F. A. Reuss a osobně prováděl významné přírodovědce a další významné osobnosti, kteří za ním přijeli nebo byli v lázeňské péči v Teplicích či Bílině. Po Reussově smrti v roce 1830 byl až do roku 1869 ředitelem mineralogického kabinetu Josef Rubesch.
Sbírka obsahovala třicet tisíc inventárních položek a ročně ji na zámku zhlédlo několik stovek zájemců. Sbírky ovlivnily také Reussova syna Augusta Emanuela, který pokračoval v otcových šlépějích. Mecenáš geologických sbírek v Bílině, kníže F.J. Lobkowicz umírá roku 1868 a dědicem sbírky se stává dcera Leopoldina žijící v jižním Tyrolsku. Její muž, hrabě Federigotti dne 9. března 1870 prodal celou sbírku uherskému Národnímu muzeu v Budapešti za 35 tisíc zlatých. Podle seznamu obsahovala celá kolekce 41 217 kusů minerálů, hornin a fosilií. Sbírka byla tři měsíce balena, vážila 30 tun a k dopravě bylo objednáno 11 železničních vagonů. V Budapešti byla hlavní část uložena v Národním muzeu a část rozdělena do celé řady dalších muzeí a různých škol. Dalších sto let, přes všechny proběhnuvší války, sloužila sbírka přírodnin k potěše Maďarů a jako studijní materiál maďarským vědcům. Těžkou ránu zažila sbírka v době revolučního protikomunistického a antisovětského povstání roku 1956, když budovu Národního muzea v Budapešti v průběhu pouličních bojů zasáhl požár. Shořela tak část sbírek a mezi nimi i kolekce zkamenělin z Lobkowiczké sbírky. Požárem byla nenávratně postižena sbírka zkamenělých živočichů, zejména třetihorních z Kučlína, Žichova, Kostomlat a lokalit mořských vrstev druhohor z okolí Bíliny. Kolekce minerálů a hornin zůstala nepoškozena a je dodnes začleněna ve sbírce maďarského Národního muzea. Rozsáhlá sbírka zkamenělých rostlin rovněž nedošla úhony, protože byla uložena mimo Budapešť. Tato paleontologická kolekce byla naším předním paleobotanikem prof. Zdeňkem Kvačkem nově odborně zpracována do podoby vědecké publikace roku 2001.
Důvod vzniku městského muzea v Bílině musíme naproti tomu chápat v širších souvislostech. V Bílině a okolí se přibližně od poloviny 19. století rychle rozvíjí průmysl (viz. Bílina v moderní době). Je zde již rozvinuté průmyslové podnikání Lobkowiczů. Na Bílinsku se silně vyvíjí uhelné hornictví a s ním další obory, jako je sklářství a keramický průmysl. To má za následek migraci obyvatelstva a tak do Bíliny přicházejí další pracovníci z vnitrozemí Čech. Starousedlíci v Bílině, převážně německé národnosti a také postupně i české menšiny, zakládají mnoho různých zájmových spolků. Každý spolek si váží hlavně svých tradic. Podobné tendence byly ve všech okolních městech. Základy vlastivědného městského muzea byly předznamenány založením Muzejní společnosti v roce 1902. Vznik této společnosti inicioval lobkowiczký sekretář a právník Ferdinand Pemsel (1882 až 1934), který byl také městským radním, vedoucím městské knihovny a archivářem města. Muzejní společnost čítala kolem 160 členů - převážně z řad učitelů z celého okresu, farářů a měšťanů. Postupně muzejní společnost nashromáždila velké množství starožitností od 17. do 19. století. Tyto sbírky byly uskladněny na školách v Bílině. V novostavbě současné radnice získala muzejní společnost několik místností k instalaci muzea. Po zprovoznění budovy se začalo s instalací nashromážděných exponátů. Po prví světové válce, již v rámci Československa, bylo v místnostech na radnici muzeum postupně nainstalováno. Otevřeno bylo v roce 1921.
V muzeu byly přístupny rozsáhlé sbírky mineralogické, paleontologické a archeologické. Muzeum mělo také sbírku starých listin, mistrovských tisků, sbírku k dějinám hornictví, kolekci mincí, také sbírku botanickou a obsáhlý soubor starožitností vztahující se k Bílině a okolí. Vzácná byla i rozsáhlá odborná knihovna o šest tisících svazků. Velká část materiálu byla ze soukromé sbírky předsedy muzejního spolku Ferdinanda Pemsela. Po jeho smrti byla pozůstalost rozdělena takto: městská knihovna dostala rozsáhlou knihovnu, muzejní společnost jeho sbírky a odbornou literaturu a muzeu věnoval také své dva domy na Újezdském předměstí. Do nich bylo muzeum přestěhováno a otevřeno v předválečném roce 1938. Muzeum bylo vyzdobeno malbami na průčelí a bronzovou plaketou dárce, umístěnou u vchodu. Domy na Újezdě se ale pro muzejní účely příliš nehodily, místnosti byly malé, vlhké a temné. Ředitelem muzea byl od jeho otevření Gustav Laube (1879 - 1951), jeho hlavním zájmem byla archeologie. Sám prováděl výzkumy v Bílině, okolo Bořně a v blízkém i širším okolí města. Dále také shromažďoval různé náhodné archeologické nálezy v regionu, postupně se vypracoval na uznávaného archeologa. O muzeum se staral i během druhé světové války, kdy bylo zakonzervované a neprovozované. Po válce zůstal ve vedení muzea a byl vyjmut z odsunu, tři roku po komunistickém puči z roku 1948 zemřel v Bílině.
Po ukončení druhé světové války se o městské muzejní sbírky v bývalých Pemslových nemovitostech začal starat Prof. Ctirad Jirásek, nadšený dobrovolný pracovník. V muzeu stále pracoval G. Laube a prováděl záchranné archeologické výzkumy až do svého rozhodnutí v roce 1947 opustit republiku. Prof. Jirásek pozval do Bíliny Adolfa Mertena (1919 - 1973) v roce 1950, který se následně stal ředitelem Městského muzea a archivářem města. Podařilo se mu poškozené sbírky v nevhodných místnostech na předměstí přemístit do několika místností na zámku.
Sotva se muzeum přestěhovalo a započalo s budováním expozic, byl zámek zabrán armádou a muzeum složeno v nepoužívaném kostele Zvěstování P. Marie na Újezdě. Kostel byl lehce přístupný a nehlídaný, a tak zde docházelo i k rozkrádání sbírek. V roce 1956 armáda opustila zámek a svitla opět naděje pro muzeum. Postupně byly opraveny přízemní místnosti a následující rok se začalo s instalací muzea. Muzeum bylo otevřeno 27. října 1957. Bylo zde šest místností a k nim přibyly ještě další čtyři místnosti. Expozice byla pojata jako všeobecně vlastivědná a tvořila ji geologie, mineralogie, paleontologie, těžba surovin, archeologie a historie města do roku 1620. Muzeum bylo personálně obsazeno jedním pracovníkem.
Rozsáhlou archeologickou sbírku, která čítala na 15 tisíc předmětů, převzalo v roce 1965 Krajské muzeum v Liberci a od něj v roce 1971 muzeum v Teplicích. V roce 1968 bylo muzeum Bílině převedeno pod Krajské muzeum v Teplicích, které převzalo jeho sbírky a muzeum v roce 1969 zrušilo. Tímto aktem končí spletitá historie městského muzea v Bílině, které nebylo založeno pro turisty, ale pro spoluobčany, aby ukázalo kořeny, historii a poučení. Na zámku v Bílině zůstalo odloučené archeologické pracoviště muzea v Teplicích až do nedávných dob, kdy se přestěhovalo do nových prostor u Sobědruh.
Jak dopadly sbírky? To je otázka velmi složitá a dnešní pamětníci o této události neradi poskytují informace. Tak jako každé stěhování sbírkových fondů v muzeu a ještě více v tom rušeném, se část exponátů rozkrade, předpokládejme, že historické archiválie jsou převedeny do muzea v Teplicích.
Faktem je, že významné geologické sbírky se do teplického muzea nedostaly. Údajně doputovaly do muzea v Liberci a zde se ztrácí jejich stopa. Během působnosti teplického muzea na zámku v Bílině vzniklo několik zajímavých nápadů, jako třeba: v podobě velkého archeologického muzea, které skončilo nastěhováním Státního statku do prostor na zámku. Také zde archeologický odbor muzea v Teplicích provozoval malou expozici archeologie, ale o ní skoro nikdo nevěděl a tak ji ani nikdo nenavštěvoval. Za socialistické éry lze ještě zmínit pokus o vlastivědnou expozici v hradební obranné baště, zvané husitská, o kterou se starali pionýři a skončila pro nezájem návštěvníků i zřizovatelů.
