Conté una important representació de la prehistòria del País Valencià des del Paleolític (cova Negra, de la Petxina, coves del Parpalló, de les Meravelles, de les Malladetes, etc.), del Neolític (coves de la Sarsa i de l’Or, principalment) i del bronze valencià. Destaquen les sèries ibèriques de Sant Miquel de Llíria i de la Bastida de Moixent. També disposa de col·leccions d’època romana valenciana, i d’algunes petites col·leccions no valencianes, com les d’Empúries i d’Eivissa. Té una biblioteca especialitzada. D’ençà del 1995 hom pot visitar la nova presentació de l’arqueologia valenciana gràcies a la remodelació del museu. El muntatge museístic reformat, així com les noves dependències del Servei d’Investigació Prehistòrica de la Diputació de València, són situades dintre del nou centre cultural creat a l’antiga Casa de la Beneficència. L’any 2004 es féu pública la decisió de la Diputació de València que tota la superfície del Centre Cultural de la Beneficència esdevingui un gran centre museístic i científic dedicat a la prehistòria i l’arqueologia valencianes, de 12.000 m2, la qual cosa comporta que les col·leccions etnogràfiques hauran de resituar-se en un altre edifici.