Situé à l’entrée du site, le musée conserve et présente de nombreuses sculptures, mosaïques, inscriptions ainsi que des petits objets (poteries, lampes, verrerie, ustensiles en bronze, monnaies, fibules) trouvés dans la fouille du site ou de ses environs. On y accède par une vaste cour, agrémentée de colonnes et de statues.
On peut admirer des sculptures de divinités gréco-romaines, comme pour les bustes de Mercure et d’Apollon, la statue de la Fortune, les têtes de Sérapis et d’Esculape provenant du fort byzantin. Des bas-reliefs, des stèles dédiés à Saturne (Baal Hammon des Numides) provenant des environs de Timgad et de Lambafundi, sont exposés. Le musée possède une statue de l’empereur Lucius Verus, des nymphes soutenant des coquilles trouvées dans les thermes du Sud. À l’intérieur du musée, un vase colossal représente le sacrifice et l’Amour de Psyché et enfin figurent de nombreuses inscriptions.