Del Calcolítico (2500-1900/1800 a.J.C.) hay una serie de útiles procedentes tanto de cuevas de enterramiento (Cueva de los Roca, Cueva de San Antonio de Pádua, Cueva de Carlos IV, etc.) como de poblados (El Rincón, El Cabezo, Las Espeñetas, etc.). Entre los diversos objetos hay que señalar la presencia de puntas de flecha y cuchillos de sílex, mazas, azuelas y hachas de piedra pulimentada, punzones de hueso y de cobre, cuentas de collar y cerámicas (vasos ovoides y campaniformes, principalmente).
Pertenecientes a la Cultura Argárica (1900/1800-1300 a. J.C.) hay que destacar los variados materiales procedentes de las excavaciones realizadas por J. Furgús en Orihuela y Callosa de Segura, tanto metálicos (punzones, puñales y hachas planas de cobre arsenicado), como cerámicos (cuencos, boles, vasos globulares y carenados, copas, etc.), óseos (punzones y espátulas) y líticos (elementos de hoz de sílex y piedras de molino barquiformes).
De la Cultura Ibérica (550-40/30 a.J.C.) cabe referir los conjuntos cerámicos de San Antón, Los Saladares y Calle Miguel Hernández, así como dos esculturas del Cerro de los Santos (Montealegre del Castillo, Albacete): una cabeza femenina y una pequeña dama oferente.
Pertenecientes a la Cultura Romana (finales del s.III a.J.C. - s.V d.J.C.) y Tardorromana (s.V-principios del s.VIII) destacan algunos conjuntos cerámicos (ánforas, cerámicas comunes y sigillatas), ungüentarios de vidrio y monedas de diversas procedencias. Especial mención merecen varios mosaicos del siglo IV d.J.C.,un capitel compuesto con dos coronas de hojas de acanto (fechado entre los siglos VI-VII d.J.C.,y la "Lápida de Orihuela", importante estela hebraica datada entre los siglos VI-VII d.J.C., en la cual está representado el candelabro de los siete brazos flanqueado por dos pavos reales.
De la Cultura Islámica (s.VIII-mediados del XIII) cabe mencionar los variados y abundantes conjuntos cerámicos procedentes de las excavaciones urbanas, con gran variedad de formas y técnicas decorativas. Notable interés tiene, entre los materiales no cerámicos, la colección epigráfica del museo y varios monumentos funerarios restaurados procedentes del Cementerio de la Muralla ( junto a la Plaza de la Soledad).
De la época Bajomedieval y Moderna (2ª mitad del s.XIII al XVIII) destacan las diferentes series cerámicas gótico-mudéjares y lozas de los siglos XVII y XVIII, procedentes principalmente de alfares valencianos(Paterna, Manises y Alcora) e italianos (Savona).
