Археологическая коллекция насчитывает около ста двадцати тысяч единиц, в музейном фонде является самой большой по численности.
Характеризует, в основном, культуру Северного Приохотья, Верхнего Омолона и Западной Чукотки и охватывает широкий хронологический диапазон - от позднего палеолита до нового времени. Материалы каменного века дают представление об одной из позднеледниковых миграций на северо-американский континент, о культурной динамике в послеледниковое время, о проникновении на нашу территорию металлических изделий. Уникальна небольшая коллекция фигурной каменной пластики и ритуальных каменных граффити.
Одно из первых собраний музея послужило основой для формирования современных взглядов на происхождение и древнюю культуру береговых коряков. Коллекция изделий древнеэскимосской культуры имеет демонстрационный характер, но, помимо производственного инвентаря, содержит отдельные образцы косторезного искусства.
