Il Museo si articola in quattro sezioni. Quella preistorica è la prima che si apre con un’importante mostra fotografica riguardante l’Uomo di Altamura rinvenuto in località Lamalunga, l’unico scheletro del Paleolitico medio ritrovato in Italia. La sezione Arcaica espone tombe e corredi funerari rinvenuti nella necropoli di Altamura e Gravina. In quella classica ed ellenistica sono esposti vasi attici provenienti da corredi funebri. La sezione altomedievale comprende gioielli in oro e argento provenienti dal sito di Belmonte. Nel museo è attivo un laboratorio di restauro.