Das Archäologische Museum befindet sich im ehemaligen Pabellón de Bellas Artes (oder Pabellón plateresco), der anlässlich der Ausstellung von 1929 errichtet wurde. Es besitzt einige Prachtstücke, darunter den Goldschatz von El Carambolo (7. bis 6. Jh. v. Chr.) eine wunderschöne Sammlung goldener Schmuckstücke aus Tartessos mit phönizischen Einflüssen. Bemerkenswert sind auch eine kleine Bronzefigur aus dem 8. Jh. v. Chr., die die Göttin Astarte darstellt, sowie die römischen Sammlungen, die hauptsächlich von der Ausgrabungsstätte Itálica stammen.