Il Museo, all'interno dell'antico Convento dei Francescani di S. Maria della Pietà, si sviluppa su due piani, su una superficie di circa mq. 1400 suddivisa tra il pianterreno e il primo piano. Tra i reperti più significativi e identitari esposti nel Museo, vi è indubbiamente la copia della celebre statua bronzea di Zeus rinvenuta a Ugento nel 1961 in via Fabio Pittore, nel corso di lavori di ampliamento di un’abitazione privata. La statua in bronzo raffigura il Dio nell’atto discagliare la folgore (perduta) con la mano destra, sulla sinistra posava un’aquila di cui si conservano solo gli artigli. La statua poggiava su un capitello in pietra decorato da un fregio di rosette.

Altro reperto di altissima rilevanza storico-artistica è la Tomba dell’Atleta, una delle più monumentali rinvenute nel territorio di Ugento, scoperta nel 1970 in Via Salentina durante dei lavori edili. Si tratta di una tomba a semicamera incassata nel banco di terreno argilloso con copertura a doppio spiovente; all'interno, le pareti sono decorate con motivi a festoni rossi e blu, con una serie di bende da cui ricadono gruppi di nastri ondulati e piccoli animali. Il ricco corredo, che in antico era in parte appeso lungo le pareti, documenta la presenza di almeno tre deposizioni, una delle quali attribuibile ad un giovane trentenne di elevato rango sociale.