Il Museo Archeologico è collocato in un contesto architettonico straordinario, l'ex-convento del Monastero Maggiore di San Maurizio, fondato nell'VIII secolo d.C., dove la storia di Milano antica mostra ancora visibili le sue tracce. Nel periodo imperiale l'area era occupata da un edificio residenziale del I secolo d.C., dalle mura e dal grande circo romano, adiacente al palazzo imperiale.
Le collezioni sono esposte in diverse sale a seconda della cultura di appartenenza. Al piano terra, superato il primo chiostro (decorazione architettonica milanese) si trova la sezione della "Milano Antica", mentre al piano inferiore continua il percorso con "Abitare a Mediolanum". Sempre al piano inferiore sono le Sezioni di Caesarea Maritima (Israele) e del Gandhara.
Il percorso di visita continua nel chiostro posteriore ("la società milanese attraverso le epigrafi"). Al termine del secondo chiostro una passerella permette di entrare a visitare la torre poligonale (fine III secolo) con affreschi altomedioevali (XIII secolo) e di recarsi nella nuova sede museale di Via Nirone dove sono esposte al primo piano la Sezione Altomedioevale, al secondo piano la Sezione Etrusca, le cui opere costituiscono un’importante patrimonio, utile alla ricostruzione di numerosi aspetti della civiltà etrusca, e al terzo e ultimo piano la Sezione Greca. L’allestimento è dedicato alla società greca e alla vita quotidiana scandita dalle attività economiche, dal teatro alla religione, dal pensiero della vita e della morte.
Le collezioni Egizia, di Preistoria e Protostoria sono esposte nelle Sale Viscontee del Castello Sforzesco.
Da non perdere la superba Coppa Trivulzio (l'appellativo rimanda alla nobile famiglia milanese e alla collezione che per lungo tempo l'ha ospitata), detta diatreta in quanto è composta da un interno in vetro soffiato lavorato a traforo, che è considerata uno dei più interessanti reperti archeologici del tardo Impero Romano (III-IV secolo d.C.).