Le sale del museo archeologico di Cagliari ospitano materiali provenienti da scavi riguardanti il periodo della preistoria sarda (necropoli di Anghelu Ruiu, Nuraghe Palmavera, Nuraghe Nieddu...). Si possono ammirare, di tale periodo, le collane in osso, i caratteristici vasi tripodi e a cestello, statuine schematiche di tipo cicladico rappresentanti la dea madre.
Il Museo offre una panoramica spettacolare della bronzistica isolana. Guerrieri, sacerdoti, animali, navicelle, oggetti e armi sono visibili nei 4 piani della struttura inserita nel contesto della Cittadella dei musei, sede del dipartimento. I bronzetti testimoniano il livello raggiunto dagli artigiani del tempo.
Sono presenti, inoltre, reperti fenici, iscrizioni puniche, vasi di importazione greca e italiota, nonché buccheri di produzione etrusca (VII-VI secolo a.C.); inoltre una statua egittizzante ritrovata a Sant’Antioco, statue marmoree romane di divinità e di un imperatore.