Nato dall'Antiquarium istituito agli inizi degli anni sessanta, il Museo conserva l'impianto planimetrico e le caratteristiche tecnico-strutturali tradizionali del baglio ottocentesco sorto sulle rovine del tempio di Athena, di cui rimangono visibili parte del muro sud della cella e delle fondazioni. La struttura offre pertanto una lettura diacronica della storia dell'insediamento umano nel sito fino ai nostri giorni e si inserisce naturalmente nel paesaggio di sapore africano della campagna costiera sud-orientale siciliana, impreziosita da veri e propri relitti vegetali (boschi a quercus calliprinos,juniperus phoenicea e pinus halepensis) che costituiscono un'importante testimonianza della vegetazione dell'area nell'antichità. Il Museo raccoglie la documentazione archeologica del territorio camarinese dall'età preistorica alla medievale esposta secondo un doppio criterio cronologico e topografico. I materiali provengono principalmente dalle attività di scavo effettuate da P. Orsi, A. Di Vita, P. Pelagatti e G. Di Stefano nella necropoli, nell'abitato e nell'area portuale; alcune vetrine contengono oggetti di provenienza sporadica ed esemplari delle collezioni Carratello e Pace. Particolare interesse riveste il Padiglione delle Anfore, che, ricavato dalla cantina della masseria, ospita, disposta su due livelli, una collezione tra le più ricche e rappresentative di tutto il Mediterraneo. Infine la Sezione Subacquea, nata dal recupero di otto relitti e in parte da ritrovamenti occasionali, si segnala per l'abbondanza di reperti di pregevole fattura e rarità, utili alla ricostruzione sia dei traffici commerciali di cui la città era tappa, sia della vita della città stessa. Il Museo dispone di una Sala Convegni, utilizzata anche per attività didattiche e mostre temporanee, e di una biblioteca specializzata.