До революции 1917 года здание, в котором сейчас находится музей, принадлежало семье уральских художников Худояровых. В 1982 году дом был перенесён с улицы Горького, ранее известной как Береговая, на территорию этнографического комплекса на улице Тагильской, 24. При этом были заменены некоторые фрагменты брёвен. В 1991 году в этом старинном доме был открыт Музей подносного промысла, чтобы возродить и сохранить традиции Нижнего Тагила и Урала. Позже музей стал частью нижнетагильского музейного объединения «Музей-заповедник „Горнозаводской Урал“».

Коллекция музея включает уникальные произведения мастеров Тагильской лаковой росписи по металлу, накопленные за 265 лет. Она демонстрирует жизнь и творчество художников династии Худояровых и рассказывает о технологиях изготовления и росписи подносов. Основу коллекции составляют подносы и предметы быта семьи Худояровых. Экспонаты были собраны благодаря дарам жителей Нижнего Тагила, поступлениям от НТМК и других предприятий города, а также целенаправленным сборам сотрудников музея. Сегодня экспозиция музея отражает историю тагильского подносного промысла с XVIII века до наших дней.

На первом этаже музея можно увидеть оригинальные инструменты и приспособления для изготовления изделий из металла, готовые изделия с художественной росписью и исторические документы, которые содержат информацию о зарождении и развитии подносного промысла в Нижнем Тагиле.

На втором этаже представлены экспонаты, связанные с творчеством художников Худояровых и развитием подносного промысла с середины XIX до конца XX века. Экспозиция, основанная на архивных данных и подлинных экспонатах, освещает жизнь и творчество крепостных художников. Здесь можно увидеть расписные изделия из металла и образцы станковой живописи на металле и холсте.

История промысла в XIX и XX веках передана через изделия тех времён. Также в музее представлены документальные материалы о тагильских артелях 1920-х и 1930-х годов.

В музее регулярно проводятся мастер-классы по росписи подносов.

Коллекция лаковой росписи по железу музея представляет огромную ценность для исследователей, историков, искусствоведов и технологов по металлу. Это уникальное собрание является одним из крупнейших по объёму и разнообразию. В музее представлены работы известных мастеров и изделия «лакирных» мастерских XVIII и XX веков, таких как Худояровы, Перезоловы, Дубасниковы, Головановы и Обуховы. В коллекции также находится самая крупная коллекция работ А. В. Афанасьевой. Музей регулярно устраивает выставки, посвященные Тагильскому подносу, включая персональные выставки современных авторов.

Ежегодно для выставки вооружений Russian Expo Arms изготавливается около 1000 подносов в качестве брендовой сувенирной продукции.

Коллекция Музея Тагильского подноса постоянно пополняется новыми произведениями мастеров. В Нижнем Тагиле ежегодно проводится городской конкурс-выставка по декоративно-прикладному искусству «Мастер года», и лучшие работы победителей поступают в коллекцию музея.