Está organizado en diferentes zonas: el Claustro Alto, Entreplanta y Claustro Bajo.

Claustro Alto

En el ala sur del Claustro Alto se exponen los materiales y las colecciones del Paleolítico que contienen información sobre todos los periodos de esta era. Las Culturas Aziliense y Asturiense (Epipaleolítico) están representadas por diversos objetos expuestos en siete vitrinas y mapas murales de la distribucción geográfica y de los yacimientos de la época. El ala Oeste expone materiales de la Edad de los Metales. Por un lado en cinco vitrinas se exhiben diversos objetos de la Edad del Bronce, como hachas planas y discos de oro de tipo irlandés. La Edad del Hierro está representada por cráneos humanos y piezas de algunos de los castros más importantes de la región (Caravia, Coaña…).

El ala Norte alberga un museo etnológico en el que abundan instrumentos de madera (collarones para el ganado, madreñas, estribos de vaqueiro), objetos propios de la casa (cuencos, platos, cucharas, cuernas para la leche, cunas de madera) e instrumentos de música como el pandero o la gaita.

El ala Este está dedicada por completo a la Numismática Española desde las monedas hispanorromanas hasta las de la época de Franco.

Entreplanta

Aqui se exponen materiales y textos de la época romana y esta dividida en dos salas. La primera expone mosaicos, lápidas funerarias, objetos de los Castros de Coaña… La segunda lápidas, vitrinas murales,monedas romanas, el tesorillo romano-bizantino, cerámicas y mosaicos.

Claustro Bajo

Está dedicado a la época medieval. También está dividido en dos salas. Una dedicada al Prerrománicoy al Arte Románico Asturiano, la otra al Arte Gótico.