Археолошка збирка представља највећу збирку музеја са приближно 13.000 експоната из периода од млађег каменог доба до краја средњег века. Формирана је оснивањем музеја и до данас је знатно обогаћена захваљујући систематским ископавањима на локалитетима у Мокрину, Остојићеву, Иђошу, Подлокању…
Најзначајнији су налази из периода бронзаног доба и међу њима експонати са некрополе у Мокрину. Поменута некропола истраживана је педесетих и шездесетих година прошлог века, али и данас привлачи пажњу домаће и стране научне јавности.
