Ce musée retrace l'établissement humain dans la péninsule du Sinis, de la préhistoire au Moyen Âge : résultats des fouilles sur les sites de Cuccuru is Arrius (nuragique) et de Tharros (phénicien) et matériaux issus de l'épave d'un vaisseau romain (1er s. av. J.-C.). Le musée expose aussi les 38 statues nuragiques géantes (9e-8e s. av. J.-C.) retrouvées à Mont'e Prama.