Lietuvos nacionalinio muziejaus archeologijos rinkinys yra vienas seniausių ir gausiausių muziejuje ir pats didžiausias Lietuvoje. Jame sukaupta per 600 tūkstančių archeologinių radinių, datuojamų nuo XI tūkstantmečio pr. Kr. iki XIX amžiaus. Rinkinį sudaro atskiros eksponatų grupės, kurios skiriamos pagal laikotarpius ir temas.

Seniausi archeologijos eksponatai įtraukti į muziejinę apskaitą dar iš Senienų muziejaus atskirų mecenatų kolekcijų, taip pat XIX a. – XX a. pradžioje vykdytų mokslinių ar mėgėjiškų archeologinių tyrinėjimų. Nuo pokario metų archeologijos rinkinys nuolat pildomas radiniais iš kasmet vykstančių archeologinių tyrimų visoje Lietuvoje. Tyrimus vykdo įvairios institucijos ir tyrėjų grupės, ekspedicijas organizuoja taip pat ir patys muziejaus archeologai.

Siekiant atspindėti ir aprėpti augančią Lietuvos archeologijos paveldo medžiagą muziejuje veikia Priešistorinės archeologijos rinkinių bei Viduramžių ir naujųjų laikų archeologijos rinkinių skyriai.

Archeologijos rinkinio pagrindu 2000 m. Lietuvos nacionaliniame muziejuje atidaryta didelė archeologijos ekspozicija, nušviečianti Lietuvos proistorę nuo seniausių laikų iki XIII amžiaus, t. y. Lietuvos valstybės susidarymo. Turtingi rinkiniai leidžia rengti specializuotas parodas tiek pačiame muziejuje, tiek ir užsienyje. Saugomų eksponatų pagrindu publikuojami moksliniai katalogai.

Archeologijos rinkinio studijomis intensyviai naudojasi akademinė ir mokslinė bendruomenė. Plačiajai visuomenei rinkinių medžiaga pristatoma Lietuvos integralioje muziejų informacinėje sistemoje (LIMIS).

Geležies amžiaus archeologijos rinkinį sudaro radiniai iš tyrinėtų I tūkstantmečio ir II tūkstantmečio pradžios laidojimo paminklų, piliakalnių ir gyvenviečių. Rinkinyje sukaupti radiniai iš visos Lietuvos gentinių regionų. Piliakalnių ir gyvenviečių radinių grupę daugiausia sudaro keramikos dirbiniai ir darbo įrankiai. Muziejuje saugomi radiniai iš Aukštadvario, Nemenčinės, Bradeliškių, Migonių, Pajevonio, Kaukų, Maišiagalos, Imbarės, Eketės, Daubarių, Mažulonių, Bakšių, Paverknių, Vedrių, Opstainio, Zubrių ir kitų vietovių.

Laidojimo paminklai atspindi materialinės ir dvasinės kultūros visumos vaizdą. Mūsų protėviai laidoti su aname pasaulyje reikalingais įrankiais, ginklais, papuošalais, amuletais. Karys dažnai laidotas su savo bendražygiu – žirgu. Geležies amžiaus rinkinyje saugomi eksponatai surinkti iš tyrinėtų paminklų, apimančių visą Lietuvos teritoriją. Iš rytų Lietuvos muziejuje saugoma Kretuonų, Neravų, Taurapilio, Jutonių pilkapių medžiaga, iš vidurio Lietuvos išsiskiria Plinkaigalio kapinyno radiniai. Žiemgalių genties dirbiniai surinkti iš tyrimų Jauneikių, Pamiškių, Linksmučių, Šukionių kapinynuose. Didelę rinkinio dalį sudaro žemaičių genties kapinynų medžiaga iš Bikavėnų, Paprūdžių, Požerės, Žvilių, Žąsino, Upynos, taip pat skalvių genties laidojimo paminklų radiniai iš Kreivėnų, Barzūnų, Šereitlaukio. Savo turtais ir gausa pasižymi ir kuršių genties kapinynai. Vien iš Palangos, Laivių ir Griežės kuršių kapų turima apie 7000 eksponatų.