Le fondateur du musée au XIXe siècle fut un passionné d'archéologie. Aussi de nombreux vestiges des temps antiques sont-ils conservés dans les collections. Au fonds permanent du musée se sont adjointes les plus belles trouvailles de la société locale d'archéologie.
Un large éventail des civilisations successives qui ont vécu dans cette contrée ouverte sur la Vallée du Rhône est présenté au visiteur. Celui-ci découvrira des vestiges témoins des périodes allant du début de l'Age de fer à la fin de l'Antiquité romaine. Ils évoquent les coutumes religieuses, les liens commerciaux et culturels des indigènes avec les Grecs de Marseille, les différents aspects de la civilisation gallo-romaine comme les rites funéraires, la vie rurale, avec en particulier la naissance et le développement du vignoble de la côte du Rhône gardoise… La vie urbaine est rappelée grâce aux fouilles archéologiques du site de l'oppidum Saint-Vincent de Gaujac : un angle de la salle chaude des thermes est reconstitué pour permettre, conjointement aux autres témoignages, de retrouver la vie quotidienne des anciens romains établis à proximité de Bagnols-sur-Cèze.