Ubicado frente al Parque Céspedes, el Museo del Ambiente Histórico Cubano es uno de los museos más importantes de Santiago de Cuba. El museo está constituido por dos casas antiguas que fueron construidas en diferentes épocas. Una es del siglo XVI, mientras que la otra es del siglo XIX, y ambas muestran el modo de vida de los siglos en que fueron construidas. La casa más antigua fue construida en 1515 y es una joya de la arquitectura colonial. Era la casa del gobernador Diego Velázquez y la Casa de Contratación y Fundición de Oro. Después de varios cambios, la casa fue restaurada en 1965 y el espacio se dedicó a mostrar el modo de vida de los siglos XVI, XVII y XVIII. La casa más moderna data del primer tercio del siglo XIX y perteneció a una familia local llamada Quesada. Esta casa es a la manera de la vida del siglo XIX,  con una serie de habitaciones tipo pasillo, el patio del siglo XIX y el garaje.

Este museo está ubicado en el antiguo Cuartel Moncada, una fortificación militar que fue atacada el 26 de julio de 1953 por un grupo de jóvenes revolucionarios liderados por Fidel Castro Ruz. Moncada fue el segundo fuerte militar del país, ocupado por cerca de mil hombres bajo el mando de Fulgencio Batista. Desafortunadamente, los rebeldes fueron asesinados o capturados. Aunque no tuvo éxito, el ataque encendió la chispa de la Revolución Cubana. Fidel escribió su famoso discurso "La historia me absolverá", que fue sacado clandestinamente de la cárcel, impreso y distribuido por toda la isla. Este evento comenzó la etapa final de la lucha por la libertad del país. Después de la victoria de la revolución, el Cuartel Moncada se transformó en una escuela y se dedicó un espacio al Museo. El museo exhibe algunas de las pertenencias personales de los revolucionarios, algunas de las armas utilizadas y fotografías del evento histórico, así como una valiosa colección de monedas.

Esta mansión hispano-colonial fue el lugar de nacimiento del poeta José María Heredia, quien, por sus escritos independentistas, es considerado el primer poeta nacional de Cuba. Heredia murió en 1839 a la edad de 36 años mientras estaba exiliado en México. La casa, solo una fracción de su tamaño original, muestra muebles de época y algunas de las obras y pertenencias del poeta. El patio interior tradicional de la casa está plantado con árboles y plantas -incluyendo naranja, mirto, palma y jazmín- asociados con los versos de Heredia. Una placa de mármol en la fachada de la casa de Heredia extrae una de las obras más famosas del poeta, "Niágara".

Construido en 1516, esta estructura tiene fama de ser la casa más antigua de Cuba y una de las más antiguas de América, aunque muchos historiadores ahora dudan de esa afirmación. Notable por sus balcones de listones negros, es una de las principales atracciones de Santiago. Diego Velázquez, el conquistador español que fundó la ciudad y fue el primer gobernador de la isla, vivió en el piso de arriba. En la actualidad, esta antigua casa funciona como el Museo del Ambiente Colonial Histórico de Cuba, sus habitaciones están repletas de muebles de época y carpintería tallada y rodean dos hermosos patios. En su interior encontrará camas de época, escritorios, cofres y otros muebles. En el primer piso es una fundición de oro. Memorable son las tallas moriscas en forma de estrella en las ventanas de madera y balcones, y el patio interior original con su pozo y recipiente de tinajón para la recogida de lluvia. Una casa contigua está llena de antigüedades destinadas a transmitir las influencias decorativas y arquitectónicas francesas e inglesas de finales del siglo XIX, como las vidrieras radiales sobre las puertas del patio.