Das Martin-Heidegger-Museum erstreckt sich über drei Räume im Erdgeschoss des Ostflügels. Thematisch deckt die Schau vier Bereiche ab: Neben einer Lebenschronik werden die wichtigen Stationen der philosophischen Entwicklung Heideggers vorgestellt. Kleinere Abteilungen der Ausstellung befassen sich mit den Themen „Heidegger als Sohn Meßkirchs“ und „Heidegger und die Kunst“. Zu sehen ist weiterhin der bekannte Sternwürfel vom Brunnen bei der Hütte des Philosophen in Todtnauberg. Auch Werke von mit Heidegger verbundenen Künstlern wie Eduardo Chillida, Georges Braques oder Otto Dix werden ausgestellt. Nicht verschwiegen wird Heideggers Verstrickung in den Nationalsozialismus.
Eine Medienstation bietet den Besuchern eine Fülle an Photo-, Film- und Tonbandmaterial und informiert weiter über das Leben und Werk von Martin Heidegger. Eine große Auswahl an Schriften von und über Martin Heidegger wird an der Museumskasse zum Verkauf angeboten.
Die wissenschaftliche Konzeption des Museums wurde von Prof. Dr. Günther Figal entwickelt. Dieser ist Lehrstuhlinhaber für Philosophie an der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg und Verfasser einer viel beachteten Einführung in das Denken Heideggers.
Die Heidegger-Seminare und Tagungen im Schloss Meßkirch werden vom Martin-Heidegger-Archiv der Stadt Meßkirch, vertreten durch Dr. Alfred Denker, in enger Zusammenarbeit mit Prof. Dr. Dr. Holger Zaborowski, Lehrstuhl für Geschichte der Philosophie und philosophische Ethik der Philosophisch-Theologischen Hochschule Vallendar, durchgeführt.
Martin-Heidegger-Museum