La Galleria Archeologica, situata al pian terreno della Manica Nuova di Palazzo Reale, espone più di mille opere, tra reperti provenienti dalla Mesopotamia, statue greche e romane, elementi funerari etruschi e fenici.

Il percorso di visita è suddiviso in cinque sezioni e si articola lungo dieci sale, La prima sezione sulla storia del collezionismo antiquario è dedicata al nucleo primigenio delle collezioni sabaude. Ai reperti assiri, giunti al Museo nel 1847, è dedicata l’area Vicino Oriente Antico, a cui si unisce una raccolta, la più ricca in Italia, di testi cuneiformi e sigilli a cilindro. La quinta sezione è dedicata alle antichità dall’isola di Cipro, con oltre mille pezzi.

Seguono le sale della civiltà romana, dell’Egitto in età ellenistica, dove risplende la bellissima testa della celebre regina Cleopatra VII, e del mondo fenicio e punico. Le ceramiche elleniche e italiote (circa 400 pezzi) acquistate tra il 1827 e il 1828 da Carlo Felice sono protagoniste della sezione Civiltà Greca ed Etrusca.

Tra gli oggetti iconici selezionati dai curatori sono presentati il ritratto scultoreo di Cesare, ritenuto dagli esperti uno dei più rassomiglianti al condottiero; il rilievo assiro del re Sargon II, risalente al 717-707 a.C.; il grande sarcofago etrusco datato al 280-270 a.C. della Matausna, donna appartenente alla famiglia omonima di cui si possono ricostruire parentele e nomi; ​​il mosaico del cantore Orfeo che ammansisce le belve, ritrovato a Cagliari e giunto al Museo di Antichità già nel Settecento; il misterioso busto di Iside “cabalistica”, scolpito nella seconda metà del XVI secolo; un’eccezionale iscrizione in bronzo trilingue (punico, greco, latino) proveniente dalla Sardegna romana.