Il museo espone oltre 1.000 pezzi, frutto di oltre 30 anni di scavi nel territorio del Medio Valdarno Fiorentino, nella Bassa val di Pesa e nel Montalbano.

Il materiale esposto va dalla preistoria al tardo medioevo, passando dall'età dei metalli, agli etruschi e ai romani. Tra i reperti più significativi il bacile di bronzo dorato con l'effigie di Carlo Magno (risalente all'inizio del XII secolo) ed un olifante in terracotta, proveniente dal sito etrusco di Montereggi.

Il museo continua a svolgere campagne di scavo in collaborazione con le università di Siena e di Firenze, sotto la supervisione della soprintendenza archeologica per la Toscana e con il supporto dei volontari del locale Gruppo archeologico di Montelupo Fiorentino, e svolge attività didattiche in diversi siti archeologici (villaggio dell'età del bronzo di Bibbiani, tomba etrusca "dell'Uovo", sempre a Bibbiani, abitato di Montereggi, villa romana del Vergigno ed area archeologica medievale di San Genesio.