白鹤梁是一座长约1600米、宽15米的天然石梁，位于长江三峡库区上游涪陵城北的长江中。因早年常有白鹤群集梁上展翅嬉戏、引颈高吭，故称白鹤梁。白鹤梁平时位于水位之下，每年12月到次年3月长江水枯的时候才露出水面。三峡工程修建后，白鹤梁由于江水上涨而永沉水底。白鹤梁水下博物馆是在白鹤梁原址上修建一个保护壳体，游人可下到带参观窗的水下通道，透过玻璃舷窗欣赏白鹤梁。
白鹤梁梁体分为上、中、下三段,题刻位于中段长约220米、宽约15米的梁体上，有题刻约165段，3万余字。其中包括黄庭坚、朱熹、庞公孙、朱昂、王士祯等历代骚人墨客的诗文题刻，篆、隶、行、草皆备，颜、柳、黄、苏并呈，有非常高的艺术价值，故有“水中碑铭”之美誉。 另外，梁上的18尾石鱼雕刻，记载了1200多年来长江72个枯水年份的水文情况，系统地反映了长江上游枯水年代水位演化情况，是研究长江水文、区域及全球气候变化历史规律的重要佐证。
白鹤梁水下博物馆分为地面陈列馆和水下参观两大部分。地面陈列馆展厅内，设有“生命之水”、“长江之尺”、“水下碑林”等展览单元，通过声音、视觉等方式感受白鹤梁的沧桑历史。
水下参观部分位于江水下40米处。从地面陈列馆乘坐长达90米、垂直高度40米的隧道式自动扶梯进入长147米的水下时光隧道。在70米长的参观廊道里，游人可以通过直径80厘米的23个观察窗直接观看水中的白鹤梁题刻，也可以通过保护体安装的28个360度旋转的摄像头观赏水下的白鹤梁。少数专业人士还可通过潜水的方式，零距离观赏白鹤梁的题刻。
参观完后，再通过另一条154米长的水平交通廊道以及90米长的自动扶梯返回地面陈列馆。