Il Castello, con i suoi ottocento anni di storia, è prima di tutto il Museo di se stesso, dove in uno spazio architettonico coerente e compiuto si possono riconoscere le molte fasi costruttive, sviluppatesi col passare dei secoli intorno al nucleo originario, la torre duecentesca a base quadrata, antica porta orientale della città, che oggi il visitatore può ammirare nella sua sorprendente imponenza. Per questo, i lavori di restauro sono stati accompagnati da indagini archeologiche dell'Università di Siena, che hanno fatto luce sugli eventi piombinesi addirittura antecedenti al XII secolo ed hanno portato all'allestimento di un Percorso museale finalizzato a ricostruire e collegare la storia di Piombino a quella del Castello, dal medioevo ad oggi.

I pannelli, le postazioni informatiche, il film Piombino e la sua storia, le splendide ricostruzioni grafiche, i reperti provenienti dagli scavi archeologici ed esposti nelle vetrine, guidano il visitatore alla scoperta di questa città di mare, protagonista delle cronache storiche per oltre quattro secoli (dal 1399 al 1815), in virtù dei rapporti politici e degli equilibri militari con i grandi ordinamenti statuali che, all'epoca e in particolare nel XVI secolo, decidevano il destino del mondo: la Spagna e l'Impero di Carlo V, La Francia di Francesco I ed Enrico II, l'Impero Ottomano.