Il museo archeologico è allestito nei locali sotterranei appositamente recuperati adibiti un tempo a depositi, magazzini e vani tecnici. Essi ospitano le collezioni archeologiche e i materiali provenienti dal territorio senese, in circa 2500 metri quadrati che possono essere percorsi in una sequenza continua di grande suggestione, lungo i quali trovano posto sia le opere ordinate secondo criteri topografici, sia quelle provenienti dalle collezioni entrate progressivamente a far parte del museo senese.