Археологическую коллекцию музея составляет более 12 тысяч предметов (основной фонд). Большинство из них – это археологические материалы, поступившие в результате раскопок научно-исследовательских экспедиций.

Предметы археологии в собрании отражают в основном древнейшие периоды истории Кольского Севера – мезолит, неолит, ранний металл и ранний железный век (IX тыс. до н.э. – нач. I тыс. н.э.). Это орудия, связанные с основными занятиями древнего населения, – морской и сухопутной охотой, рыболовством, а также изготовлением орудий и обработкой материалов. Предметы изготовлены из различных пород камня (кварц, кремень, сланец, песчаник, гранит). Керамика типологически относится в периоду от раннего неолита (V тыс. до н.э.) до раннего железного века (начало I тыс. н.э.). Имеется также керамика XVII-XIX вв.

Памятники периода раннего металла (II-I тыс. до н.э.) – поселение Маяк II, Кольский Оленеостровский могильник – интересны тем, что на них сохранились артефакты из органических материалов (кость, рог). Некоторые из предметов имеют орнаментацию и свидетельствуют об искусстве и верованиях древних жителей региона.

В коллекции имеются также предметы средних веков и нового времени. Например, предметы могильника «Кузомень-I» (XII в.) иллюстрируют погребальную культуру населения юго-востока Кольского полуострова. В погребениях Никольской церкви с. Варзуга (рубеж XIV-XV – XVIII вв.) сохранились находки из органики: погребальная кожаная обувь, фрагмент плетеного изделия из бересты/лыка и остатки текстиля. Материалы раскопок на месте церкви Рождества Пречистой Богородицы в г. Кандалакша (XVII – началом XX вв.) содержат строительно-крепежный инвентарь из железа, керамические фрагменты, слюдяные оконницы.