Le collezioni del museo sono suddivise in 59 sezioni, disposte su una superficie di 12.000 metri quadri. Le sale hanno un’altezza media di 10 metri e uno sviluppo parietale complessivo di oltre 3 chilometri.
Le prime 14 sale offrono una sintesi storica di Roma dalle origini al VI secolo d.C.; ad esse fa seguito una sezione dedicata al Cristianesimo.
Le rimanenti documentano la civiltà romana nei suoi vari aspetti, da quelli inerenti alla vita pubblica a quelli riguardanti più specificamente la vita quotidiana.
Le opere contenute nelle sale sono costituite da riproduzioni: calchi di opere scultoree, di iscrizioni, di parti di edifici a grandezza naturale, di oggetti di uso quotidiano; plastici ricostruttivi di monumenti e complessi architettonici di Roma e delle province dell’impero romano; ricostruzioni di situazioni e strumenti di ogni genere in base ai ritrovamenti archeologici, alle rappresentazioni figurate e alle descrizioni degli autori antichi.
Il materiale esposto ha un grande valore documentario e didattico, particolarmente evidente nel caso delle copie di originali ormai persi o distrutti e della ricomposizione di opere antiche attualmente smembrate tra diversi musei.