Situato all'interno della Cittadella dei Musei, nel quartiere di Castello, il museo è costituito da due raccolte di oggetti litici preistorici, già appartenenti alle collezioni didattiche del Laboratorio di Antichità Sarde e Paletnologia della Facoltà di Lettere e Filosofia. La prima e più consistente raccolta risale al periodo prenuragico e nuragico. È costituita da un vasto assortimento di armi e manufatti di pietra scheggiata e levigata, per lo più in ossidiana e selce, provenienti da siti archeologici del Campidano. La seconda raccolta, più esigua per quanto riguarda la quantità di materiali, ma oltremodo interessante, è costituita da strumenti dell'antica età della pietra, in particolare "amigdale" e da tipici ciottoli in selce a scheggiature bifacciali, di provenienza africana e mediterranea.