В 1962 году в городе Касли Челябинской области, родине Каслинского литья, принято решение открыть «Каслинский историко-художественный музей» и в 1963 году он открылся, сначала на общественных началах. В 1977 году музей перепрофилировали в «Каслинский музей художественного литья», а с мая 1999 года Каслинский музей художественного литья стал филиалом Муниципального учреждения «Каслинский историко-художественный музей», куда кроме него входит еще один филиал-«Дом-музей скульптора А. В. Чиркина. Музей небольшой для такого всемирноизвестного промысла как «Каслинское литье» и город Касли небольшой и не процветающий, население города 16 тысяч человек.
Город основан в 1747 году. Каслинский чугунолитейный и железоделательный завод начал строить Яков Коробков, с 1751 года его приобрели Демидовы, завод выпускал 130 тонн чугуна. В 1809 году завод был продан Расторгуеву Л. И. Получив военные заказы в войну 1812 года завод стал выплавлять качественный чугун и если раньше из чугуна делали сразу сталь, то теперь стали выпускать чугунные изделия, начав с пушечных ядер.
Управляющий заводом Зотов Г.Ф в 1820 году привез из Берлина образцы немецких отливок художественного литья. В 1824 году по немецким моделям стали отливать художественные чугунные изделия на Каслинском заводе. В Каслинском карьере добываются высококачественные формовочные пески с уникальными свойствами. Высококачественный чугун, залитый в песчано- глинистую форму, изготовленную из каслинского песка и мастерство уральских рабочих обеспечили высокое качество изделий. На завод пригласили хороших скульпторов, здесь работали Клод К.А, Бах Н. Р. Канаев Н.Д.
Во времена Советского Союза на Каслинском заводе работало 6,5 тысяч рабочих, а в Каслях проживало 20 тысяч человек. В 2002 году завод обанкротился. На основе цеха № 4 завода создан «Каслинский завод архитектурно-художественного литья», где сейчас работает немного больше одной тысячи человек. В марте 2018 года к ЧМ по футболу на этом заводе отлито ограждение для Центрального стадиона в Екатеринбурге.
Эспозиция музея размещена в одном зале