Das Stadtarchiv Mühlhausen befindet sich im Herzen der Mühlhäuser Altstadt, im Rathaus, dessen ältester Teil aus der Zeit vor 1300 stammt und das neben gotischen auch Renaissance- und Barockbauten umfasst. Das Stadtarchiv Mühlhausen verwahrt die historische Überlieferung der ehemals freien Reichsstadt Mühlhausen, gleichzeitig ist es zuständig für die archivwürdigen Unterlagen der heutigen Stadtverwaltung sowie ihrer Rechts- und Funktionsvorgänger. Im Stadtarchiv werden über 200 laufende Meter Urkunden, Akten, Chroniken, Handschriften und Karten aus der Reichsstädtischen Zeit Mühlhausens seit dem 12. Jahrhundert aufbewahrt. In den einzigartigen Räumen des 1615 eingerichteten reichsstädtischen Archivs, mit seinen bemalten und verzierten Schränken und Truhen aus dem 17. Jahrhundert ist seit 1900 eine ständige Archivausstellung zur Stadtgeschichte zu sehen. Ein Großteil der Archivalien und Sammlungen, insgesamt etwa 2.500 laufende Meter, stammt aus dem 19. und 20. Jahrhundert und befindet sich im Rathaus-Nordflügel. Dieser wurde 1964 und 2012/2013 für Archivzwecke umgebaut, wodurch eine fachgerechte Unterbringung des Archivgutes für die nächsten Jahrzehnte gewährleistet ist. Zum aktuellen Bestand gehören städtische Akten, familiengeschichtliche Nachlässe, Firmenakten, Vereinsunterlagen, Zeitschriften, mehrere Bibliotheken, Karten und Fotos.