Malatya Arkeoloji Müzesi'nde çeşitli dönemlere ait birçok tarihi eser sergilenmektedir. Müzede bulunan bazı eserler şunlardır: Neolitik ve Kalkolitik döneme ait eserler: Neolitik heykeller, obsidyen bıçaklar, oraklar, ok uçları, kesici ve delici aletler. Hitit, Urartu, Roma ve Bizans dönemine ait eserler: Kılıçlar, mızrak uçları, mühürler, idoller, taş ve madeni aletler, takılar. Selçuklu ve Osmanlı dönemine ait eserler: Sikkeler, cam eserler, altın ve gümüş sikkeler. Arslantepe Höyüğü'nden eserler: Çanak çömlekler, Geç Hitit saray duvarını süsleyen taş kabartmalar. Karakaya Baraj Gölü kurtarma kazılarından eserler: Cafer, Değirmentepe, İmamoğlu, Köşkerbaba ve Pirot Höyük'ten çıkan eserler. Ayrıca, müzenin bahçesinde lahit, heykel ve taş eserler de teşhir edilmektedir.