Arheološko odeljenje počelo je da se formira samim osnivanjem Muzeja. Broj predmeta bio je simboličan sve do sedamdesetih godina 20. veka, kada su počela obimnija istraživanja našeg područja. Međutim, sve do kraja 20. veka u ovom odeljenju nalazili su se samo predmeti sa istraživanja srednjovekovnog Trgovišta i praistorijskih tumula na Pešteri. Materijal sa ostalih lokaliteta nalazio se, a i danas se nalazi, u institucijama koje su bile nosioci projekata, što uz činjenicu da je u Muzeju sve do 2006. godine bio zaposlen samo jedan arheolog, predstavlja razlog da arheološki materijal nije razvrstan na zbirke, već predstavlja jedinstvenu celinu.

Pedesetih godina u Muzej je dospela ostava od 692 komada srpskog srednjovekovnog novca 13. veka, slučajno nađena u selu Postenju. Istih godina nekoliko kremenih i kamenih alatki našlo se u ulaznoj knjizi muzejskog materijala. One predstavljaju slučajne nalaze sa šireg novopazarskog područja i najstarije eksponate Muzeja.

Naprelje, nalazi se 3 km severoistočno od Novog Pazara. Prilikom trasiranja pruge Raška-Novi Pazar, 1952. godine na lokalitetu su otkriveni ostaci naselja koje je istraženo u malom obimu. Lokalitet obuhvata nisku terasu kose, koja se strmo spušta u polje gde je nekada bilo korito reke Raške. Naselje je formirano tokom mlađeg kamenog doba, odnosno neolita i pripada vinčanskoj kulturi, tj. širem kompleksu kulture neolita, rasprostranjene na Balkanu i u zapadnom delu Anadolije. Nalazi keramike i fragmentovanih figurina sa Naprelja ukazuju na direktnu povezanost ovog područja sa Kosovom i delovima jugoistočne Srbije, ali ima i određenih izrazito lokalnih elemenata.

Na području opština Novi Pazar, Tutin i Sjenica, u okviru projekta "Etno–kulturni odnosi tokom bronzanog i gvozdenog doba na centralno–balkanskom području", istraženo je 11 lokaliteta koji se vremenski mogu opredeliti od ranog bronzanog do mlađeg gvozdenog doba.

Glogovik – Latinsko groblje, nekropola sa osam humki koje su formirane bez ikakvog reda, jedna pored druge na rastojanju od desetak metara. Najveća među njima je Humka I, prečnika 18 i visine 1,70 metara. Sahranjivanje u njoj vršeno je u nekoliko vremenski odvojenih razdoblja. Najstarije sahranjivanje odvijalo se tokom srednjeg bronzanog doba, a potom u razdoblju između 1000. i 900. godine. Tokom celog VIII veka p.n.e. ovim prostorom gospodarili su Dardanci, tj. stanovništvo blisko onom u dolini Raške, Ibra i Sitnice. Oko 700. godine i u periodu V-IV veka pre nove ere sahranjivanje se vrši u Humci I, ali i u ostalim humkama na ovom lokalitetu.

Glogovik – Humke, na ovom lokalitetu istraživanom 1977/78. godine, nalazi se šest humki od kojih su dve skoro zaravnjene obradom zemljišta. U okviru humki istraženi su grobovi čiji prilozi (gvozdena koplja, mačevi, manje posude) predstavljaju tzv. ratničke grobove VI-V veka, koji se vezuju za Autarijate.

Delimeđe – Utrina, na ulazu u selo istražena je samo jedna humka u okviru koje su nađeni grobovi spaljenih pokojnika sa kraja bronzanog i iz starijeg gvozdenog doba. Urne sa ovog lokaliteta pripadaju tzv. Brnjičkoj kulturi, a etnički Dardancima.

Gračani – Gračanska polja gde se nalazi nekropola pod tumulima nastalim tokom mlađeg gvozdenog doba i gde je sahranjivanje vršeno na isti način kao i na lokalitetima Humke i Latinsko groblje u Glogoviku.

Šarski krš, lokalitet koji se nalazi na platou litice koja se strmo spušta prema dolini Ljudske reke, desno od puta Sjenica – Ivanjica i nedaleko od raskrsnice gde se pomenuti put odvaja od puta Sjenica – Duga Poljana. Na lokalitetu se nalaze ostaci utvrđenja koje zauzima dosta veliki prostor, a čiji je veliki deo uništen vađenjem kamena za potrebe Preduzeća za puteve iz Novog Pazara. Početkom 21. veka preko predhodno nivelisane trase bedema na južnoj strani utvrđenja „Telekom“ je postavio betonsku stazu, sa metalnom ogradom, koja vodi do predajnika postavljenog na kraju trase bedema. Sa severne strane staze izgradio je i objekat ograđen metalnom ogradom.

Lokalitet je 1983. godine sondažno istražen i konstatovano je da je utvrđenje podignuto u 6-5. veku pre nove ere, ali korišćeno i tokom 3-4. veka naše ere. Istraživanja preostalih, delimično sačuvanih površina obavljena su tokom jula i septembra meseca 2007. godine. Na osnovu nalaza kremenog oruđa i oružja, kamenih sekira, kamenog kalupa za livenje bronzanih sekira i pojedinih tipova keramičkih posuda, može se zaključiti da je utvrđenje korišćeno i znatno pre navedenog vremena. Na donjem platou ovog utvrđenja otkriveni su i ostaci jednobrodne crkve, dimenzija 7,50 h 4,90 m, koja potiče iz 6. veka.