«Археология залының» экспозициялық-құрылымдық негізін табиғаты әсем де алуан, қойнауы кенге толы өлкеміздің бай ежелгі тарихының куәгерлері – археологиялық ескерткіштердің түрлері де аймақтың барлық тұсында көптеп шоғырланған. ХХ ғасырдың 60-90 жылдарында өлкеде жүргізілген археологиялық зерттеу жұмыстарының нәтижесінде музей қоры тас, қола, ерте темір және орта ғасыр дәуірлеріне жататын – тастан, қоладан, темірден, сүйектен жасалған еңбек құралдары мен қарулар әрі әшекей бұйымдары, қыш құмыралар, әлі еш жерде жарияланбай ғылым қорына енбеген, бүгінде өндірістік мақсатта игеру жұмыстарының нәтижесінде жойылып кеткен Саяқ өңіріндегі Тамғалы петроглифтер галереясының фрагменттері және музей залына алғашқы қалпы бұзылмай көшірілген, қола заманында өлкені мекендеген тайпалардың қайтыс болған адамды жерлеу рәсімі мен діни ұстанымдарынан мағлұматтар беретін Саға - І көне жерлеу орны, ежелгі түркілердің діни-ғұрыптық жорасына байланысты пайда болған тас мүсіндер - балбалдар тәрізді түпнұсқалық жәдігерлерімен толығып құрады. Музейде «Солтүстік Балқаш өңірінің тас суреттері және палеолит, неолит мәдениет материалдары» атты экспозициясы көреремендердің назарын ерекше аударады. Бұл – музей ұжымының және Мәскеу, Ленинград, Алматы қалаларының ғылыми қызметкерлерінің бірлескен жұмысының нәтижесі еді. Осы көрме – мұражайдың басты құндылығы.