Fondato nel 1881 ed inaugurato il 25 settembre dello stesso anno, successivamente arricchito con acquisti e con nuovi rinvenimenti archeologici, il museo ha sede nel palazzo Galvani di Bologna, in via dell'Archiginnasio.

Il ricchissimo materiale del museo comprende:

- Raccolta lapidaria con reperti del primo secolo d.C. fra cui un Monumento dei Corneli, un Torso marmoreo di imperatore con corazza, la Stele di Q. Valerio Restituto e molti altri.

- Collezione di materiali preistorici, dal Paleolitico all'Età del Bronzo

- Sezione Egizia, dotata di circa 3500 oggetti in gran parte raccolti dal pittore Pelagio Pelagi e da successivi donatori, divisa in tre settori tematici e riorganizzata nel 1994.

- Collezione greca, ampia raccolta di ceramiche greche e italiote, di marmi e oreficerie. Uno dei pezzi di maggior rilievo è la Testa Pelagi, copia di età augustea della testa dell'Athena Lemnia, opera perduta di Fidia.

- Sezione Etrusco-Italica: grande raccolta di reperti rinvenuti in varie regioni del centro Italia, proveniente dalla Collezione Pelagi e da altre collezioni minori. Il materiale, databile dall'età del ferro alla fine del VI secolo a.C. costituisce un'importante testimonianza delle civiltà preromane.

- Collezione romana: vasta raccolta di oggetti di età romana proveniente dalle collezioni Pelagi e dell'Università, comprendente vasellame, lucerne, posate, utensili, strumenti chirurgici, bilance, campanelli ed altro. L'allestimento è stato rinnovato nel 2009.

- Collezione numismatica: oltre centomila esemplari di monete, medaglie ed affini solo parzialmente esposti al pubblico. Importanti la raccolta di monete romane, la raccolta di monete delle zecche italiane e la collezione di medaglie.