Ritterburg und Abtsitz
1185 werden erstmals die Ritter von Nuzzin als Besitzer einer Burg auf dem Felssporn benannt. Wie die Burg aussah, ist jedoch unbekannt. 1315 übernehmen die Bischöfe von Meißen die Burg, bis sie sie 1436 an das Kloster Altzella verkaufen. Bis zur Klosterauflösung 1540 bleibt das Schloss Rückzugsort für den Abt. 

Kurfürstliches Jagd- und Reiselager und Amtssitz
Nach der Reformation wurde der einstige Klosterbesitz von Altzella zum Amt Nossen. Seinen Sitz erhielt es auf der Burg Nossen, die der Kurfürst August ab 1554 mit Abbruchmaterial aus dem Kloster zum repräsentativen Renaissanceschloss umbauen ließ. Aus dieser Zeit stammt der Westteil mit den drei an das Moritzburger Schloss erinnernden Rundtürmen sowie dem Riesensaal, von dem heute noch Teile als Veranstaltungsräume dienen. Seine heutige Gestalt hat das Schloss seit dem Ende des 17. Jahrhunderts.

Amtsverwaltung und Gerichtsbarkeit
1630 wurde Schloss Nossen auch Sitz des Amtshauptmannes und diente bis zum 19. Jahrhundert vor allem zur Verwaltung. Hier befanden sich das Rentamt sowie das Justizamt mit Gerichtsamt und Kerkern. Ab dem 19. Jahrhundert »verwaiste« es zunehmend und wurde unter anderem als Außenstelle der Waldheimer Strafanstalt, als städtisches Heimatmuseum und als Wohnraum genutzt. 

Auf den Spuren sächsischer Adelsgeschlechter
1945 wurde das Amt Nossen aufgelöst. Das Heimatmuseum Nossen bezog weitere Räume im Westflügel. 1993 übernahm der Freistaat Sachsen das Schloss und zog es mit dem Kloster Altzella zu einer Verwaltungseinheit zusammen. Seit 1996 präsentieren Dauer- und Sonderausstellungen die wechselhafte Geschichte des Ortes und erinnern an den fast vergessenen Adel in Sachsen.

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