Il museo si compone di tre sezioni principali, relative alla preistoria, all'età arcaica ed ellenistica e alla città di Grumentum, introdotte da una interessante foto satellitare dell'Alta Val d'Agri e da una carta archeologica, in cui sono evidenziati le tipologie dei siti archeologici riscontrati nell'area citata.

All'età preistorica appartengono i resti, provenienti dalla località S. Giuliano, già pertinenti ad una collezione privata e poi comunale, di zanna e di molare di un elephas antiquus, denti di equidi, che frequentavano, circa 120.000 anni fa, il bacino pleistocenico dal cui svuotamento si è formata l'attuale Alta Val d'Agri, durante un periodo caratterizzato da un clima caldo-umido.