Am historischen Standort der Heeresversuchsanstalt hat das Historisch-Technische Museum Peenemünde seine Ausstellungsbereiche in der Bunkerwarte und auf dem Gelände des ehemaligen Kraftwerks auf der Insel Usedom etabliert. Seit 1991 dokumentiert das Museum hier die Geschichte der Heeresversuchsanstalt Peenemünde (HVP) und der Erprobungsstelle der Luftwaffe „Peenemünde-West“, mit Schwerpunkt auf den zwischen 1936 und 1945 entwickelten Raketen und Flugkörpern.
Der Betrieb begann am 9. Mai 1991 als rechtlich unselbstständiger Eigenbetrieb unter der Bezeichnung Historisch-Technisches Informationszentrum (HTI) der Gemeinde Peenemünde. Zu Beginn des Jahres 2010 ging der Museumsbetrieb auf die Historisch-Technisches Museum Peenemünde GmbH über.
Die erste Präsentation in der Bunkerwarte trug den Titel „Peenemünde – Geburtsort der Raumfahrt“ und zog breites Publikum an. Eine geplante Gedenkveranstaltung im Oktober 1992 löste eine öffentliche Debatte aus, die eine wissenschaftliche Aufarbeitung der Versuchsanstalten zur Folge hatte. Auf dieser Grundlage beauftragte das Land 1996 eine externe Projektgruppe mit der Neu-Konzeption einer umfassenderen Dauerausstellung. Die daraus entstandene Schau „Peenemünde – Mythos und Geschichte der Rakete, 1923 bis 1989“ wurde 2000/2001 eröffnet und ist auf zwei Etagen im Schalthausanbau des ehemaligen Kraftwerks zu sehen.
Die Ausstellung im Kraftwerk verbindet Technikgeschichte mit der Erinnerung an die Opfer. Exponate, Dokumente und Filme thematisieren die engen Verflechtungen zwischen den Raketenentwicklern – darunter Wernher von Braun – und den damaligen Machthabern sowie den militärischen Auftrag, Kriegswaffen zu entwickeln. Aufbauend auf Erfahrungen aus Peenemünde leisteten ehemalige Mitarbeiter später Beiträge zur Entwicklung der Saturn‑V‑Trägerrakete für die NASA. Die Ausstellungsarbeit beleuchtet zudem die internationale Nutzung des technischen Wissens durch die Siegermächte und zeigt die Rolle Peenemünder Fachleute in den USA, der UdSSR, Großbritannien und Frankreich.
Ein ausführlicher Chronikteil widmet sich den Lebens‑ und Arbeitsbedingungen der Zwangsarbeiter und gedenkt der KZ‑Häftlinge, die unter unmenschlichen Bedingungen an den „Wunderwaffen“ arbeiteten. Die nahegelegene Kapelle aus dem Jahr 1876 wurde nach jahrzehntlicher Vernachlässigung in den 1990er‑Jahren originalgetreu wiederaufgebaut und dient dem Gedenken.
Im Kesselhaus informiert seit 2012 eine Ausstellung über die Geschichte des Kraftwerks bis 1990; seit Mai 2015 führt ein gläserner Aufzug zu einer Aussichtsplattform auf dem Dach. Ergänzend zur Dauerausstellung präsentiert das Museum jährlich wechselnde Sonderausstellungen. Bis 2025 haben über 6,5 Millionen Besucher das Haus besucht; eine Neukonzeption der Dauerausstellung ist in Planung.
Im Freigelände stehen Rekonstruktionen der Fieseler Fi 103 und der A4. Über das gesamte Gebiet betreibt das Museum die „Denkmal‑Landschaft Peenemünde“, einen rund 25 km langen Rundweg mit 23 Informationsstationen, der zu historischen Orten wie der Ruine des Sauerstoffwerks Peenemünde‑Dorf, ehemaligen Zwangsarbeiterlagern und Haltepunkten der Peenemünder Werkbahn führt. Die meisten der gezeigten Orte sind frei begehbar; einige wurden in Zusammenarbeit mit Jugendlichen im Rahmen internationaler Begegnungen freigelegt.