Коллекция археологии является самой многочисленной коллекцией музея и состоит примерно из 15 000 предметов. Коллекция представлена в основном  массовыми археологическими предметами. Все предметы коллекции были найдены во время археологических раскопок проходивших недалеко от города Югорска на памятниках: «Эсский могильник», поселение «Геологическое XVI»,  могильник «Большая Умытья» 28 и другие.

Коллекция находок с археологического памятника «Геологическая XVI» наиболее многочисленная и состоит из 11693 предметов. Памятник относится к эпохе энеолита и раннего бронзового века, абсолютно большая часть находок представлена предметами из керамики и камня.

Коллекция находок с археологического памятник «Эсский могильник» является наиболее уникальной и ценной коллекцией музея. Памятник датируется XV-XVI веками и представляет собою захоронение местной вогульской знати.