ผ้าทอไทย ถือเป็นมรดกทางภูมิปัญญาของชาวไทย ที่นำ “ฝ้าย” ผลผลิตของประเทศมาผลิตเป็นผ้าทอมือลวดลายต่าง ๆ มีเสน่ห์ในตัวเอง สื่อถึงความเป็นเอกลักษณ์ของภูมิปัญญาท้องถิ่นในแต่ละภาค ทำให้คนไทยในปัจจุบันหันมาให้ความสำคัญกับการใช้ผ้าทอไทยและใส่ใจกับภูมิปัญญาชาวบ้านมากยิ่งขึ้น สมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์ พระบรมราชินีนาถ พระบรมราชชนนีพันปีหลวง ทรงมีวิสัยทัศน์ กว้างไกล เล็งเห็นถึงการเพิ่มศักยภาพผ้าทอไทยยกระดับสู่เวทีระดับโลก จึงเกิดโครงการอันเนื่องมาจากในพระราชดำริหลากหลายโครงการ อาทิ โครงการ “ร้านจิตรลดา” โดยในปี พ.ศ. 2541 มหาวิทยาลัยนเรศวรเล็งเห็นความสำคัญของการสานต่ออนุรักษ์ภูมิปัญญาพื้นถิ่นด้านผ้าทอที่นับวันจะเลือนหายไปตามกาลเวลา การริเริ่มรวบรวมผลิตภัณฑ์จากผ้าประเภทต่าง ๆ จึงเกิดขึ้นเพื่อเป็นแหล่งอนุรักษ์คงไว้ซึ่งภูมิปัญญาชาวบ้าน จึงร่วมกับโครงการ “ร้านจิตรลดา” เป็นโครงการเนื่องมาจากพระราชดำริ ในสมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์ พระบรมราชินีนาถ พระบรมราชชนนีพันปีหลวง สนับสนุนงบประมาณเกิดเป็น “พิพิธภัณฑ์ผ้า” ม.นเรศวร จัดแสดงผ้าฝ้าย และผลิตภัณฑ์จากโครงการ โดยสมเด็จพระกนิษฐาธิราชเจ้า กรมสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี ทรงพระกรุณาโปรดเกล้า ฯ เสด็จพระราชดำเนินทรงเปิดพิพิธภัณฑ์อย่างเป็นทางการเมื่อวันที่ 1 ธันวาคม 2542 โดยได้จัดแสดงฉลองพระองค์ ในสมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์ พระบรมราชินีนาถ พระบรมราชชนนีพันปีหลวง ที่ทรงพระกรุณาโปรดเกล้า ฯ พระราชทานแก่ ม.นเรศวร มาจนถึงทุกวันนี้ นอกจากนี้ยังมีการจัดแสดงผ้าและวิถีชีวิตของกลุ่มชาติพันธุ์ต่าง ๆ ที่มีการอพยพเข้ามาและมีอยู่เดิมในเขตภาคเหนือ ผ้าโบราณ ที่มีการนำมาใช้ในพิธีกรรมต่าง ๆ อาทิ กลุ่มไทครั่ง ซึ่งเป็นกลุ่มชนที่อพยพมาจากประเทศลาวเมื่อสมัยรัชกาลที่ 3 นิทรรศการวิถีชีวิตของกลุ่มชาติพันธุ์ใน 9 จังหวัดภาคเหนือตอนล่าง รวมถึงห้องจัดแสดงพิพิธภัณฑ์ผ้าจิตรลดา และการรวบรวมผลิตภัณฑ์งานฝีมือจากแหล่งต่าง ๆ ภายในประเทศมาจำหน่ายภายในพิพิธภัณฑ์ “พิพิธภัณฑ์ผ้า” คือ สิ่งที่สะท้อนความมีเสน่ห์ เอกลักษณ์ที่มีการถ่ายทอดภูมิปัญญา วิถีชีวิตและแนวคิด ต่าง ๆ สื่อความหมายลงบนผืนผ้า แต่กว่าที่จะมาเป็นผืนผ้าแต่ละผืน จุดเริ่มต้นของกระบวนการต่าง ๆ ม.นเรศวร ได้มองเห็นถึงความสำคัญการนำเสนอ แหล่งความรู้ที่สอดคล้องกับวิวัฒนาการในการดำรงชีวิตของมนุษย์ กว่าจะมีมาเป็นผ้า จึงเป็นแนวคิดในการจัดตั้ง โดยส่วนการจัดแสดงอยู่ที่ชั้นสองของอาคารเอนกประสงค์ในมหาวิทยาลัยนเรศวร ประกอบด้วยห้องจัดแสดงนิทรรศการต่าง ๆ จัดแสดงผ้า ผลิตภัณฑ์จากผ้า ที่นำมาจากแหล่งต่าง ๆ ของประเทศไทยและต่างประเทศ ผ้าและวิถีชีวิตของชาวไทยครั่ง มีบริการข่าวสารและข้อมูลเกี่ยวกับการวิจัยและเอกสารเกี่ยวกับการผลิต การศึกษาเรื่องผ้าประเภทต่าง ๆ รวมทั้งจัดแสดงชุดฉลองพระองค์ในสมเด็จพระนางเจ้าฯ พระบรมราชินีนาถซึ่งพระราชทานแก่มหาวิทยาลัยนเรศวร รวมทั้งจำหน่ายผ้าพื้นเมือง