Os sítios arqueológicos são aqueles locais em que são encontradas evidências materiais (tais como artefatos ou fragmentos destes, estruturas arquitetônicas, sepultamentos, fogueiras, ruínas, entre outras) resultantes de antigas ou relevantes ocupações realizadas por populações humanas, sejam duradouras ou temporárias, antigas ou mesmo mais recentes.

        O acervo arqueológico se constitui em importante fonte para pesquisa entre estudantes e arqueólogos que podem analisar e interpretar as evidências materiais já obtidas, fornecendo assim subsídios sobre os hábitos e costumes cotidianos, poder aquisitivo, padrões de consumo, padrões de assentamento, áreas de atividade, simbolismo e tantas outras.

        O estudo dessas coleções gera conhecimento científico divulgado a comunidade em geral, especialmente entre crianças e jovens estudantes, através de exposições, e ainda à comunidade científica mediante publicações, e propicia a execução de atividades de educação ambiental e preservação do patrimônio cultural.

        O acervo arqueológico do MCT conta com cerca de um milhão de fragmentos, oriundos de diferentes sítios arqueológicos escavados ou prospectados ao longo das últimas duas décadas, resultantes de diferentes ocupações humanas (indígenas, quilombolas, históricas, pré-coloniais, urbanas). Fragmentos de cerâmica indígenas, artefatos líticos de grupos caçadores-coletores e artefatos provenientes das Missões Jesuíticas constituem a maior parte da coleção. O acervo inclui ainda coleções especiais, como de alguns sítios arqueológicos da Amazônia e artefatos obtidos em grandes obras de engenharia (usinas hidrelétricas, linhas de transmissão, rodovias). Ainda há acervo etnográfico e coleção de vasilhas de cerâmica indígena Guarani. A coleção está sendo toda informatizada, através do programa Specify.

        A coleção inclui artefatos e fragmentos provenientes especialmente do Rio Grande do Sul e Santa Catarina e, ainda, Amazonas (Tefé, Manacapuru, Benjamin Constant, São Paulo de Olivença, entre outros). Destaque para os municípios das Missões (São Miguel, São João e São Lourenço), para rodovias (BR 101/RS), linha de transmissão (Garabi-Itá e Pelotas-Canguçu), sambaquis (como Itapeva, em Torres/RS), Dona Francisca, Rio Grande, São Gabriel, Maximiliano de Almeida, Ivorá, São Sepé, São Pedro do Sul, Jaguari, Ivoti, Mata, Pelotas, São José do Norte, Guaíba, Barra do Ribeiro, Mostardas, Sobradinho, Nova Palma, entre muitos outros municípios gaúchos. A maior parte do material catalogado é procedente de sítios arqueológicos pré-coloniais na região sul do Brasil, particularmente da planície costeira, região missioneira e alto Uruguai. Os sítios arqueológicos identificados pelos arqueólogos do CEPA correspondem a uma das maiores coleções existentes no Rio Grande do Sul, com mais de oitocentos sítios arqueológicos identificados em quase 40 anos de pesquisas.

        A maior representatividade da coleção é referente aos fragmentos de vasilhas de cerâmica pré-colonial dos índios Guarani. São diferentes sítios arqueológicos, com boa qualidade de preservação, que constituíram evidências fundamentais de antigas e relevantes ocupações humanas no RS. Entretanto, restos de alimentação, sedimentos, material histórico missioneiro e artefatos líticos constituem boa parte coleção.

        O Rio Grande do Sul é um estado privilegiado em termos arqueológicos por apresentar diferentes ocupações humanas (desde cerca de 12 mil anos atrás). A coleção arqueológica do MCT possui uma representatividade considerável para diferentes municípios do Estado, resultantes de pesquisas que iniciaram por volta dos anos de 1970, com as primeiras expedições realizadas pelo Irmão Guilherme Naue e colegas, como em Rio Grande, Mata e Santa Vitória do Palmar, entre muitas outras. Na seqüência, pesquisaram os professores Arno Alvarez Kern, especialmente na planície costeira e Missões, José Otávio Catafesto de Souza (Missões), Fernando La Salvia e José Proenza Brochado (em áreas afetadas por usinas hidrelétricas, como UHE Machadinho, Campos Novos, Garabi e Ita). Nos anos de 1990, incorporaram-se a equipe os professores Klaus Hilbert e Gislene Monticelli, com pesquisas em sítios de grupos pré-ceramistas e em obras de engenharia, respectivamente.