Il Museo è dedicato alle testimonianze archeologiche del territorio di Viddalba dal Neolitico al Medioevo. Nell'esposizione, corredata da pannelli didattici, trovano spazio materiali ceramici e litici della cultura neolitica di Ozieri, e di quella eneolitica di Bonnanaro a cui si riferiscono i reperti da Monte San Giovanni. La civiltà nuragica è rappresentata da recuperi di superficie e dal villaggio di San Leonardo; notevole un'ascia bronzea.

La necropoli romana di San Leonardo ha restituito corredi funerari di età repubblicana e di età imperiale (fino al IV sec. d.C.) con monili in oro, argento, pasta vitrea e soprattutto le stele litiche, esposte nel fossato, che costituivano il segnacolo di tombe ad incinerazione datate tra la fine del I sec. a.C. e la prima età imperiale. Queste stele, rettangolari o trapezoidali, sono decorate da un motivo a rami di palma che racchiude la figura principale antropomorfa. Da San Leonardo provengono anche contenitori di età imperiale e tardoimperiale e frammenti medievali, mentre monete puniche, romane, rinascimentali provengono dal territorio e da Monte San Giovanni.

Nel fossato, un'area espositiva aperta, sono collocati oltre alle stele, interessanti reperti pre e protostorici: macine, grandi vasi e altri manufatti; ricostruzioni di tombe a "enkytrismòs" e a cassa litica.