Il museo si articola in quattro sezioni: preistorica, arcaica, classica ed ellenistica ed altomedievale. La sezione preistorica si apre con un'importante mostra fotografica permanente sull'uomo di Altamura. La sezione arcaica espone tombe ad enchytrismos provenienti da Altamura e Gravina. Nella sezione classica ed ellenistica sono esposti vasi attici provenienti da corredi funebri delle necropoli di Botromagno e Casal Sabini e vasi di Toritto e della necropoli di Iesce. L'ultima sezione espone reperti altomedievali.