Il Museo sorge nelle vicinanze del centro storico della città, in località "La Croce", zona archeologica di grandissima importanza e ricca di testimonianze che vanno dall'età del Bronzo fino alla tarda età ellenistica. L'itinerario museale, che parte dal Paleolitico e giunge fino all'età Tardoantica, espone oggetti recuperati nelle necropoli di Altamura, Gravina in Puglia, Toritto, Cassano Murge, Ginosa e Laterza.

Il percorso di visita si articola su due piani. Al primo piano il percorso cronologico parte dalla Sezione preistorica e giunge alla Sezione tardoantica. Al centro si apre la sala delle mostre temporanee. Il secondo piano è dedicato alla sezione Paleolitica nella quale si inserisce la scoperta della grotta di Lamalunga. Attraverso calchi, ricostruzioni, spettacolari scenografie ed infine il percorso di un tunnel buio con splendide immagini delle concrezioni viene proposto il viaggio in grotta e si sopperisce all'impossibilità di accedere al complesso ipogeo.