Il Museo è ospitato negli ambienti del piano terreno e dei due piani superiori del Castello Orsini-Cesi. L'allestimento è composto da una sezione preistorica e protostorica, comprendente le sottosezioni: Paleolitico, Neolitico, Eneolitico ed antica Età del Bronzo, Tarda Età del Bronzo, e una sezione nella quale sono stati musealizzati i reperti provenienti da alcuni siti dell'Età del Bronzo presenti nel territorio dei Monti Cornicolani: Le Caprine (Guidonia Montecelio), La Grotta dello Sventatoio (Sant'Angelo Romano), Cretone (Palombara Sabina). In un ambiente ricavato sulla terrazza del Palazzo è stato esposto il calco in gesso di un deposito del Paleolitico rinvenuto nel 1997 nel territorio di Palombara Sabina con relativi pannelli esplicativi.