Museets arkæologiske samlinger omfatter fund fra museets udgravninger, resultaterne af museets og amatørarkæologernes markvandringer og genstande modtaget som gaver. Endelig rummer samlingen gods fra museets hovedattraktion, vikingeskibsgraven, som er overført fra Nationalmuseet.
Genstandene fra udgravningerne stammer især fra jernalderen. Fundene fra markvandringerne er primært fra stenalderen.
