L’esposizione è incentrata non sui periodi storici ma sui temi significativi delle antiche culture. I percorsi diventano così tanti quanti saranno i visitatori; un flusso cronologico generale è tuttavia suggerito da un nastro colorato, aderente alle pareti delle sale, che indica il periodo di riferimento (preistorico, protostorico, fenicio o punico, romano o tardoromano) e si dispiega in un percorso circolare che include le tre sale.

SALA 1

La prima sala, la Sala del Territorio riguarda l’intero comprensorio. Seguendo la parete destra si visitano i temi che raccontano la preistoria e la protostoria: la nascita dell’agricoltura, la nascita dei villaggi, il culto delle divinità e le città dei morti nel Neolitico, attraverso i materiali dei siti di Su Carroppu, Monte Crobu, Cannas di Sotto (6000-2800 a.C. ca); i contatti con le altre cultureeuropee, la lavorazione dei primi metalli nel periodo Eneolitico (Necropoli di Locci Santus, Grotta Acai, 2800-2200 a.C. ca); il culto nelle grotte, la vita quotidiana delle comunità nuragiche, lo sfruttamento delle miniere nell’Età del Bronzo (Grotta della Campana, Su Fussu Tundu di Santadi, 2200/1800-900 a.C. ca); i cambiamenti dell’Età del Ferro con i contatti con i Greci, gli Etruschi e soprattutto i Fenici (Nuraghe Sirai, 900-550 a.C. ca)
Nella rampa successiva i siti diventano paesaggi archeologici: le colline delle Domus de Janas, le grotte abitate e frequentate come templi. Si arriva poi al cuore del Sulcis fenicio (seconda rampa), attraverso le vedute della antica Via Sulcitana, che collegava Cagliari a Sant’Antioco.

SALA 2

La seconda sala è dedicata al Sulcis fenicio, illustrato dai materiali di Sulky-Sant’Antioco, il centro dominante, e il centro costiero di Bitia.
Entrando ancora di più nello specifico si giunge alla sala di Monte Sirai. 

SALA 3 E RITORNO

La vita del centro fenicio e punico di Monte Sirai (dal 750 al 100 a.C. ca) è ancora descritta attraverso i temi (il tempio e le divinità, l’architettura e le attività domestiche, le sepolture e i riti funerari), ma soprattutto attraverso gli spaccati della vita quotidiana, con la ricostruzione di una cucina punica, di sepolture di età fenicia, dello spaccato di una tomba a camera punica, della parete esterna di una casa.
Seguendo poi il percorso circolare, sul lato sinistro, si giunge ai periodi successivi. Così nella sala 2 gli ultimi periodi di Monte Sirai si leggono nella ricostruzione di un settore della collina del santuario tofet. 
Percorrendo poi le rampe a ritroso si ritrova il paesaggio in età fenicia e punica(rampa 1) e romana (rampa 2) con le vedute di una villa, del lastricato di una strada romana di Carbonia e del tempio “regionale” di Antas. 
La parete destra della sala 1, infine, descrive il territorio in età romana (238 a.C. - 500 d.C. ca), con la diffusione del culto di Demetra, la monetazione, la nuova rete di strade con i miliari della via Sulcitana e le evidenze di Carbonia romana; infine il territorio sommerso, con gli antichi approdi e i relittiricostruibili con i materiali provenienti da Cala Piombo.