Nell’ambito del materiale collezionato nel Museo spiccano per importanza le seguenti raccolte:

• reperti scheletrici umani datati a partire dal neolitico attraverso l'eneolitico, il nuragico, il romano, il longobardo, il medievale sino al periodo moderno. Questa raccolta è continuamente incrementata grazie alla collaborazione che la Sezione di Scienze Antropologiche fornisce durante scavi archeologici;
• reperti scheletrici patologici: in particolare un cranio tritrapanato in vita della serie scheletrica nuragica di Seulo ed alcuni crani mostranti la mutilazione del forame occipitale;
• costumi sardi: rappresentano la parte più interessante e più difficile da reperire nell’ambito dell’Etnografia;
• oggetti: mortai, cestelli, recipienti in sughero, forme per formaggio etc., una serie di suppellettili fittili e non, dell’epoca protostorica: terrecotte, punte di ossidiana, zappe e mazze nuragiche;
• una collezione di ex-voto recentemente restaurata;
• due mummie;
• calchi di Catarrine illustranti l'evoluzione sino a Homo sapiens;
• una notevole raccolta di diapositive e numerosi film che documentano i viaggi e gli studi del Prof. Carlo Maxia fondatore del Museo.