Il museo, situato al piano terra dell'edificio della Biblioteca Malatestiana, presenta una raccolta di reperti provenienti dall'area cesenate, dalla Preistoria fino all'Umanesimo.
Particolarmente ricca la collezione del periodo romano di cui si segnalano, fra i numerosi pezzi esposti, frammenti di armature (tardo impero), una placca bronzea con decorazioni a sbalzo, una cintura di bronzo, un mattone dei 'Figulos Bonos' (II-I secolo a.C.), la stele di C. Salvius Secundus (II secolo), un sarcofago e coperchio di necropoli (IV-V secolo) e un frammento di architrave.
Di particolare interesse, le ceramiche e i due piatti in argento del IV secolo rinvenuti nel 1948 sul colle Garampo.