Annesso al teatro, il museo è stato allestito dalla Fondazione Memmo, in un’aula del prestigioso palazzo del seicento appartenuto alla famiglia Romano.

Il museo oltre a contenere reperti provenienti dagli scavi effettuati nella prima metà del secolo scorso che hanno riportato alla luce l'antico monumento, custodisce un'esposizione intitolata " Roma. La scena della vita" realizzata in collaborazione con la Sovrintendenza Archeologica di Roma e la Sovrintendenza Archelogica della Puglia, che illustra il tema della scenografia e della rappresentazione illusionistica nel mondo romano.

Di grande effetto scenico la serie delle nove maschere teatrali provenienti dalla Villa Adriana a Tivoli. Infine, grazie ad un plastico, è possibile vedere la ricostruzione di un'ampia area urbana di Lupiae (l'antica Lecce) in età imperiale romana.