Die archäologische Sammlung mit Zeugnissen der Vor- und Frühgeschichte Mainfrankens führt mit weit über 1000 Exponaten von der Altsteinzeit bis zum späten Mittelalter.

Einzigartig für den Kult und das Totenbrauchtum der Jungsteinzeit ist der Fund einer Kette mit durchbohrten Menschenzähnen. Hervorzuheben sind auch die reichen Hortfunde der Urnenfelderzeit, insbesondere die Funde vom Hochplateau des Bullenheimer Berges. Ein Brandgrab bei Acholshausen enthielt das bedeutendste Stück der hier gezeigten Sammlung: die bronzene Miniaturausführung eines großen Kesselwagens aus der Zeit um 1000 v. Chr.