Auf einem Sandsteinfelsen hoch über der Emme thront das Zähringerschloss. Geformt wurde dieser Fels während und nach der letzten Eiszeit. Damals überdeckte der Rhonegletscher das Mittelland. Sein Südrand schuf in Burgdorf die grosse Randmoräne, auf der heute Oberstadt und Gsteig liegen. Die Emme verlor dadurch ihr dortiges Abflussbett und wurde zu einem Stausee, der bis nach Lützelflüh reichte. Sein Überlauf formte das heutige Trockental nach Wynigen und Langenthal. Die Emme frass sich dabei in den Sandsteinsporn ein und trennte den Schlossberg von den Felswänden der Flühe ab. Der Sandsteinsporn gehört zur Oberen Meeresmolasse und bildete sich vor 22 bis 16 Millionen Jahren. Die typischen Strömungsformen im Sandsteinfelsen deuten auf eine Entstehung, bzw. Ablagerung der Sande in einer küstennahen Landschaft hin.

Die Umbauarbeiten im Schloss zeigten 2018, dass der Schlossfelsen, vermutlich wegen seiner besonderen Lage, bereits in der späten Bronzezeit um 1000 vor Chr. intensiv besiedelt wurde, dies in einer Gegend, die bisher in dieser Frühzeit nicht als bewohnt galt. Eine Kontinuität der Besiedelung auf dem Schlossfelsen ist jedoch nicht nachgewiesen.

Um das Jahr 1200 liess Herzog Berchtold V. von Zähringen eine früher auf dem Molassesporn erbaute Burg durch eine neue ersetzen, die später von den Kyburgern und danach vom Staate Bern, in dessen Besitz das Schloss von 1384 bis 2017 war, erweitert wurde.

Die Reorganisation der Gerichts- und Justizverwaltung im Kanton Bern Ende der 1990er-Jahre führte dazu, dass das Untergeschoss des Bergfrieds leer wurde. In ihm konnte im Juni 2000 das erste Goldmuseum der Schweiz, das Helvetische Goldmuseum, eröffnet werden.

Der Auszug der kantonalen Verwaltung bis 2012 ermöglichte einen umfassenden Umbau der Schlossanlage und eine Ergänzung mit zusätzlichen neuen Nutzungen wie Jugendherberge, Restaurant und Zeremonienlokal. 

Mit der Neugestaltung des Museums erhielten die Goldkammer und auch die anderen zwei Sammlungen zum Teil neue Ausstellungsräume, sogenannte Themenkabinette, die wiederum durch Wunderkammern mit Objekten aus den drei Sammlungen miteinander verbunden sind. Besucherinnen und Besucher finden deshalb auf ihrem Rundgang auch in anderen Bereichen des Museums Goldobjekte.

Die abwechslungsreichen Ausstellungen präsentieren sich nun in über 20 Räumen und auf insgesamt 1500 Quadratmetern Ausstellungsfläche.