Il Museo si sviluppa su due piani, su cui si distribuisce un allestimento espositivo ricco e approfondito, che racconta le vicende dell'abitato ugentino nel corso dei secoli, anche attraverso reperti provenienti dal Museo Archeologico nazionale di Taranto e centinaia di oggetti dall'età messapica all'avvento dei romani, alcuni dei quali sono stati rinvenuti nelle più recenti campagne di scavo.

Tra i più celebri ritrovamenti ugentini è certamente lo Zeus bronzeo, di cui il Museo possiede una copia fedele. La statua era stata collocata volontariamente sul fondo di una fossa naturale e coperta con il capitello in calcare decorato con rosette a rilievo.

Nel Museo si possono ammirare anche la cosiddetta Tomba dell'Atleta, una ricca collezione numismatica, i resti di un uomo perfettamente conservati, vasi, utensili, monili e numerose ricostruzioni ambientali.