La sezione archeologica testimonia la continuità e i caratteri della presenza umana nella zona. Comprende reperti neolitici provenienti dai siti di "Sant'Ippolito" e delle "Pille", corredi tombali dell'età del bronzo e del ferro rinvenuti nella "necropoli della Montagna", con tombe a tholos, fra le più vicine, in Sicilia, ai modelli greco-micenei. Gli insediamenti indigeni e grecizzati di "Monte Balchino" e di "Piano Casazze" sono testimoniati da vasi e strumenti litici dall'età preistorica all'arrivo dei Greci. Dal centro urbano siculo-greco di Monte San Mauro provengono vasi, piccola plastica, gioielli indigeni e d'importazione greca.
Attigua alle sale archeologiche è la "Pinacoteca" che espone una parte dei dipinti restaurati negli ultimi anni. Raccoglie tele di autori prevalentemente siciliani, dal XVI secolo al XX secolo. Possiede anche una collezione di ceramiche siciliane, tra cui quattro busti settecenteschi raffiguranti le 4 stagioni. La prima sala ospita i dipinti più antichi, fra cui: Sant'Antonio di Padova, tavola cinquecentesca d'ignoto siciliano, dono di un fratello di Emanuele Taranto, monaco cassinese nel Monastero di San Benedetto a Catania; la Conversazione di San Paolo di Pietro D'Asaro, detto il "Monocolo di Racalmuto"; seguono altri dipinti dei secoli successivi e la vasta raccolta della famiglia Vaccaro, pittori sette-ottocenteschi che rappresentarono a Caltagirone il passaggio dal Classicismo al Romanticismo. Si conservano inoltre dipinti otto-novecenteschi d'artisti prevalentemente meridionali e locali: Francesco Lo Jacono, Beppe Ciardi, Vincenzo Caprile, Bazzaro, Francesco Netti, Corrado, Libertini, Chiarandà, Strom ed altri.
Di interesse storico-artistico sono il fercolo di San Giacomo, in legno dorato ed argentato, opera cinquecentesca del napoletano Scipione di Guido, un piccolo presepe ottocentesco del frate Benedetto Papale, una portantina vescovile di fine Settecento, vasi da giardino della bottega Bongiovanni-Vaccaro le iscrizioni della tomba di Fra Luca Pujada (1432), della concessione da parte del re di Spagna Filippo IV dell'università degli studi a Caltagirone (1622) e della conduzione dell'acqua pubblica dell'Acquanuova (1606). Pergamene e sigilli dall'epoca normanna, con privilegi, concessioni feudali ed esenzioni da tasse e prestazioni, non sono esposti per motivi conservativi.
