È il principale polo espositivo dei Parchi della Val di Cornia. Allestito nella cittadella fortificata che guarda l'isola d'Elba, il museo illustra, attraverso suggestive ricostruzioni del paesaggio e degli ambienti antichi, le trasformazioni del territorio di Populonia dalla preistoria ai nostri giorni. Vi sono esposti oltre 2.000 reperti tra manufatti preistorici, importanti testimonianze provenienti dagli scavi delle necropoli estrusche di Populonia, e materiali di epoca romana con oggetti di grande valore quali l'anfora d'argento di Baratti e il mosaico con scena marina proveniente dalle Logge di Populonia