Il Museo Archeologico dal 2003 è ospitato nell’ex convento delle Clarisse, una struttura edificata a metà del ‘700. Nella piazza d’armi si trova una raccolta lapidaria con materiali di varie epoche.
L’edificio ospita una vasta collezione archeologica, con reperti rinvenuti nel territorio di Ozieri, suddivisa in 4 sale: la sezione preistorica, in cui sono esposti originali e copie dei reperti più importanti della grotta San Michele, in particolare la pisside finemente decorata, gli idoli di Dea Madre e un nucleo di ossidiana. La sezione nuragica, che abbraccia l’età del Bronzo e del Ferro, all’interno della quale spicca lo splendido lingotto ox-hide, dalla sua forma a pelle conciata, realizzato interamente in rame cipriota. La sezione romana con reperti di notevole interesse, con i corredi femminili e ornamentali, ma anche quelli legati alle attività commerciali e di culto. La sezione medievale con orli di grossi ziri per derrate alimentari e reperti bronzei provenienti da Bisarcio: affibbiagli, fibule, oggetti ornamentali come orecchini, anelli e vaghi di collana.
Nel piano superiore, nelle vecchie celle del convento, è presente la collezione numismatica che va dalla monetazione greca, punica e romana fino a quella sabauda. Tutti gli altri spazi, compreso il sottotetto, perfettamente percorribile, sono riservati a esposizioni temporanee.