Outre le sous-sol archéologique de 4 000 m², situé sous la place, l’ensemble est formé par le Palau dels Comtes du XI^e siècle, appelé plus tard Palau Reial Major, résidence des rois de Catalogne et d’Aragon dans la ville, où se trouve le Salon du Buffet et la chapelle palatine de Sainte Agathe, du XIV^e siècle. Plus tard, la tour-mirador du roi Martin a été construite au XVI^e siècle. La Casa Padellàs, palais gothique transféré au début du XX^e siècle à la Plaça del Rei, complète l’ensemble monumental.

La collection du musée est principalement constituée d’objets provenant de fouilles, et qui rassemble des objets très divers, tels que des céramiques, du matériel lithique, épigraphique, des objets en verre, de l’orfèvrerie, des sculptures en marbre et en pierre, des éléments architecturaux, du matériel organique, des pièces de monnaie, etc. La chronologie suivie va de la période néolithique à nos jours. La collection de portraits romains est remarquable; elle provient en grande partie de fouilles réalisées dans les murailles romaines; l’épigraphie romaine et hébreu, la céramique (assiettes, bols, sistres, vases, cuvettes, cruches et autres) ou l’orfèvrerie. Les collections d’objets ne provenant pas de fouilles archéologiques sont également très variées.