Archeologická sbírka začala vznikat již na konci 19. st. pod správou zakladatele archeologického oddělení,
Adolfa Kirschnera. Rozrůstala se jak sběry v terénu a výzkumy, tak koupěmi či dary od soukromých sběratelů. Sbírkový fond zahrnuje především nálezy z bývalého okresu Ústí nad Labem a v posledních letech se podstatně rozšiřuje velkoplošnými výzkumy z centra města.
Sbírka archeologie je rozdělena na dvě podsbírky. Archeologie pravěk čítá 24 641 inventárních čísel a archeologie středověk 14 121 inventárních čísel.
Mezi nejzajímavější objekty sbírky lze zařadit
kolekci bronzových šperků z Ryjic (doba bronzová), kamenný sekeromlat z Malého Března (pozdní doba kamenná), středověké skleněné číše či kolekci gotických a renesančních kachlů z centra města.
