Il parco comprende circa 80 ettari tra le pendici del promontorio di Piombino e la costa sul golfo di Baratti. Fa parte dei Parchi della Val di Cornia ed è stato inaugurato nel 1998, per rendere accessibili alla visita alcune aree archeologiche e i nuovi resti rinvenuti negli scavi archeologici condotti nella zona a partire dal 1996.

Il parco comprende diversi settori dell'antica città etrusca di Populonia, le necropoli di "San Cerbone" e di "Casone e Le Grotte" e le cave di calcarenite. All'interno del parco è inserito un laboratorio di archeologia sperimentale.

Sono attualmente proposti diversi itinerari:

- necropoli di San Cerbone, con tombe a tumulo e ad edicola del VII secolo a.C.-VI secolo a.C.;
- la "Via delle Cave": dal Campo dell'Arpia un sentiero conduce alle cave etrusche di calcarenite (o pietra panchina), con tombe scavate nella roccia della necropoli del IV-III secolo a.C. ("tombe limitrofe" e "tomba della Protome");
- la "Via del Ferro": un sentiero tra la parte bassa lungo la costa con il laboratorio di archeologia sperimentale, permette la visita dei quartieri industriali dell'antica città, che ospitano edifici destinati alla lavorazione del ferro (VI-III secolo a.C.);
- percorso naturalistico lungo il fosso delle Grotte.

Dal 2007 è stato aperto un terzo settore del parco, l'acropoli, che si trova presso il castello di Populonia Alta e comprende resti che, dall'epoca etrusca più antica, giungono fino all'età romana.