Múzeum bolo postavené v roku 1902, stavbu navrhol známy architekt Alexandros Lykalis. Stavba múzea je nápadná svojimi neoklasicistickými prvkami. V roku 1972 bolo múzeum rozšírené, aby sa získal priestor pre ďalšie historické pamiatky. Na tomto mieste nájdete množstvo vzácnych váz, z ktorých mnohé pochádzajú z praveku.
Pozoruhodné sú najmä vázy pochádzajúce z helénskeho obdobia. Z nich najviac vyniká veľká keramická váza nazývaná pithos, ktorá vyobrazuje scény z obdobia Tróje. Tento skvost bol objavený v roku 1961 pri kopaní studne v Mykonose. Nádherná je i masívna amfora so zložitou výzdobou. Mimoriadny význam má so socha so sfingou na krku a hlavou koňa.
Nachádza sa tu aj socha Herakla z Rheneia, ktorá bola nájdená v roku 1899. Táto nádherná socha je vyrobená z tzv. Parian mramoru. Staroveká grécka civilizácia bola známa tým, že z hliny vytvárali jedinečné umelecké postavy. Archeologické múzeum má vo svojej zbierke vzácnu ílovitú figúrku krásnej ženy, ktorá bola objavená na ostrove Rheneia a pochádza z 2. storočia.