Археологические коллекции Омского историко-краеведческого музея включают предметы с памятников археологии, а также случайные находки на 230-ти географических пунктах. В территориальном отношении коллекции охватывают Среднее Прииртышье, Минусинский край, территорию современного Казахстана и Тюменской области. Хронологически представляют период с 12500 тыс. лет до н. э., то есть, позднепалеолитическая стоянка Черноозерье II Саргатского района Омской области до XVI-XVII вв. н. э. - времени первых русских поселенцев (Бергамакская слобода, Черлакский форпост). Наиболее полно в коллекциях представлены материалы железного века, преимущественно раннего периода. Важно отметить наличие в них предметов с памятников нового времени. Интересна и разнообразна коллекция с поселений эпохи бронзы. Эпоху камня ярко характеризуют материалы уникальных стоянок Черноозерье II, Омской области.

Начало формирования археологических коллекций музея относится к последней четверти XIX века, когда в Омске в 1877 г. создается Западно-Сибирский отдел Императорского Русского Географического Общества.