Археолошка збирка Музеја Града Новог Сада обухвата бројне предмете материјалне и духовне културе из периода праисторије, римске доминације и средњег века. Они потичу са локалитета констатованих на подручју града и на територији која гравитира Новом Саду и Петроварадину, то јест са простора јужне Бачке и северних падина Фрушке Горе.

На локалитету Караш – Лака Стаза, у атару Сремских Карловаца, уз десну обалу Дунава, вршена су мања археолошка истраживања (1927-1928. и 1989.г) и откривени су остаци великог насеља са земуницама из периода позног неолита, које припада винчанској култури.

На локалитету Попов Салаш, у атару села Каћ, откривени су остаци насеља из периода бронзаног доба који припадају ватинској културној групи и пратећа некропола са урнама. Заштитна археолошка истраживања, вршена су периодично од 1960. до 1991. године.

На локалитету Нове земље, у атару варошице Жабаљ, вршена су мања заштитна археолошка ископавања 1965. године. Тада су откривени остаци вишеслојног неолитског насеља. Оно је припадало винчанској култури и потиској културној групи, која је тада по први пут регистрована на простору Бачке.

Остаци насеља из периода старијег гвозденог доба (1000-800 г.п.н.е), са очуваним полуземуницама и керамичким питосима (силосима) за чување житарица откривени су на локалитету Калакача у атару села Бешка, приликом заштитних археолошких истраживања у периоду од 1971-1974. године.

Приликом заштитних археолошких истраживања Петроварадинске тврђаве (локалитет Горња Тврђава) у периоду од 2002 – 2004. године откривено је вишеслојно налазиште. Камени артефакти који су овде пронађени припадају људима последњег леденог доба – неандерталцима и спадају у најстарије археолошке остатке у Србији (средњи палеолит 60 000 – 40/35 000 год. пре н.е.). Млађим слојевима праисторије припадају материјални остаци неолитске – винчанске културе, затим остаци станишта из периода енеолита – вучедолске културе, металног доба -винковачке културне групе као и налази из периода старијег и млађег гвозденог доба. Откривени су и остаци земљаног утврђења са бедемима и дрвеним палисадама из периода енеолита (око 3000 г.п.н.е.). Ово утврђење је више пута обнављано, а коришћено и у периоду римске доминације и касније.

Археолошки налази су потврдили и претпоставке да се на Петроварадинској стени налазило римско утврђење Кузум (Цусум), као део ланца утврђења на десној обали Дунава која су чинила римски одбрамбени систем – лимес. Обиље римских опека са печатима војних јединица сведоче о привременом или трајнијем боравку делова римске војске у утврђењу. Констатовани су и остаци тремова зграда унутар утврђења. Обиље покретног материјала – фибуле, римски новац, делови стаклених посуда, примерци луксузних посуда и керамике за свакодневну употребу сведоче о континуираном присуству Римљана у Кузуму од И до ИВ века.

У античку збирку Музеја града Новог Сада поред материјала везаног за Кузум, нађеног на Петроварадинској тврђави и у подграђу, ушли су и многи налази из римског периода, који потичу из ближе околине. То су налази из мањих места на десној обали Дунава, тачније из Черевића, Раковца, Лединаца, Ср. Каменице, Буковца, Сремских Карловаца и Чортановаца. Могу се по карактеру везати уз римски лимес на Дунаву, који се састојао од друма са утврђењима и мањих насеља уз њих. Налази из Бегеча, Футога, Ветерника, Новог Сада, Каћа, Руменке, Гардиноваца, као и остаци римских шанчева у јужној Бачкој сведоче да је и територија на левој обали Дунава припадала римској пограничној области.

У време Велике сеобе народа, Петроварадинска стена није имала већи значај. Она тек у XИИИ веку поново добија важну улогу, за време владавине угарског краља Беле ИВ, када у Петроварадин долазе монаси цистерцитског реда. Они подижу самостан са црквом посвећеном Блаженој Девици и заштитне бедеме о чему сведоче археолошки трагови готичке тробродне базилике опасане бедемом са главном бранич-кулом и полукулама, као и бројни покретни налази (делови камене пластике, грађевински материјал, украшени пећњаци, фина керамика и др). У средњовековном Петроварадину боравили су угарски краљеви (Андраш ИИИ, Карло Роберт, Сигисмунд, Матија Корвин и др.) користећи га као утврђено склониште или место за одмор.

На локалитету Циглана код Челарева откривено је средњовековно насеље са некрополом са краја ВИИИ и почетка ИX века нове ере. Досадашња истраживања углавном су вршена на деловима некрополе. Нажалост, радом циглане уништено је неколико хиљада гробова. Археолошким истраживањима је до сада истражено око 650 гробних целина. На некрополи су истовремено сахрањиване три одвојене етничке или верске групе, уз завидно поштовање туђих погребних обичаја, ритуала и праксе.

Првој групи припадају гробови у којима су покојници сахрањивани најчешће у сандуцима са хоризонталним дрвеном констукцијама изнад раке, којима су покојници штићени од директног засипања земљом. Могу се приписати северно монголским племенима, највероватније Хазарима и њиховом шаманистичком поимању живота и смрти.

Друга група се сахрањује у гробовима са нишама и дрвеним преградама, које су вршиле функцију спречавања директног засипања покојника земљом. Гробне хумке обележаване су уломцима римских опека са урезаним седмокраким свећњаком – менором. Овај тип гробова припадао је јеврејској популацији или појединим јудаизираним Хазарима.

Трећа, словенска група своје покојнике сахрањује на два начина: кремирањем те сахрањивањем прикупљеног пепала у урне и инхумацијом, која се практикује после прихватања хришћанства, при чему су покојници полагани у плитке, готово анатомски ископане раке.

Некропола у Челареву је богата гробним прилозима високе уметничке и занатске вредности, који се чувају у средњовековној збирци Музеја града.

Захваљујући дугогодишњем обиласку терена и раду на изради археолошке карте, средњовековна збирка обилује археолошким налазима и подацима о бројним локалитетима са територије јужне Бачке и северних падина Фрушке горе.