Das Schloss Neuenstein wurde in staufischer Zeit als Wasserburg – auf einem Sandsteinfelsen in einem Sumpfgebiet – erbaut und gelangte um 1300 in den Besitz der Grafen von Hohenlohe.
Im 16. Jahrhundert wurde es von Graf Ludwig Casimir zur Residenz im Stil der Renaissance ausgebaut.
Nach Aufgabe des Schlosses um 1700 als Wohnsitz der Familie, diente das Gebäude lange Jahre verschiedenen sozialen Zwecken, bevor 1878 das Museum eröffnet wurde.