Il museo, ospitato al primo piano della settecentesca villa Guerrazzi nella fattoria della Cinquantina, raccoglie le testimonianze archeologiche più significative rinvenute nella bassa Val di Cecina e alcuni materiali provenienti da Volterra. L’esposizione è articolata in undici sale secondo un percorso cronologico (dall’età preistorica all’età romana) e topografico, funzionale alla rappresentazione dello sviluppo delle dinamiche insediative e dei processi evolutivi che hanno interessato il territorio nell’antichità. Particolare rilevanza, sia per il numero dei reperti esposti sia per la loro unicità e il valore scientifico, viene data al periodo orientalizzante (ultimi decenni dell'VIII-inizi del VI secolo a.C.). Da segnalare, inoltre, la sezione dedicata ai recuperi subacquei effettuati nella zona prospiciente la foce del Cecina, che attestano la presenza di almeno due relitti di navi onerarie romane