Le musée est situé dans la vieille ville de Cagliari, très exactement dans le quartier de la Marina, dans un édifice attenant à l'église paroissiale de Sant'Eulalia.

Il abrite le patrimoine historique et artistique de trois églises - Sant'Eulalia, Santa Lucia, Santo Sepolcro di Cagliari - ainsi que les Archives de la Paroisse et des Archiconfréries del Crocifisso et de la Santissima Trinità e Prezioso Sangue di Cristo (XVIIème . première moitié du XXème s.).

Cet édifice se développe sur deux niveaux avec la zone archéologique en-dessous. Si le rez-de-chaussée abrite les Archives, dont la plus grande partie est constituée par la section paroissiale, à l'étage supérieur sont exposés : des objets liturgiques en argent remontant jusqu'au XVIème s., provenant de la Ligurie et de la Sardaigne et appartenant à la paroisse et aux archiconfréries (en particulier un magnifique calice baroque de 1673) ; de très belles statues en bois, datant surtout du XVIIème et du XVIIIème s. (à savoir la période pendant laquelle s'est le plus développé ce quartier cagliaritano de la Marina) ; des parements, un en particulier datant de la fin du XVIIIème s., peut-être d'origine génoise, composé de dix pièces reportant les armoiries de la famille Zapata et de l'archiconfrérie du Saint-sépulcre, ou encore une magnifique chasuble romaine avec un motif floral datant de la première moitié du XVIIIème s. ; des tableaux, parmi lesquels une Vierge à l'enfant, d'origine toscane peint vers 1350.

Mais on peut aussi y admirer des pièces relatives à la culture matérielle (batterie de cuisine et vaisselle de table, lampes à huile que l'on peut faire remonter à la fin du Vème s. ou au début du VIème s. apr. J.-C.) qui proviennent de la zone archéologique fouillée au niveau inférieur de l'édifice et qu'il est possible de visiter.

Le site archéologique a été découvert en 1990, lorsque les travaux de restauration de la sacristie mirent en lumière l'entrée d'un puits plein de détritus.

Les fouilles qui furent effectuées les années suivantes sur quelques 200 m² des sous-sols du musée et de l'église, permirent des découvertes dont la signification historique et monumentale est exceptionnelle. Ainsi, une portion de route dallée longue de 13 m sur 4 m de large, remontant aux Ier-IIème s. apr. J.-C., dont la construction servit probablement les activités du port situé non loin de là, et aussi une grande pièce où l'on peut encore admirer une portion de colonnade reposant sur un pavement de pierres irrégulières de calcaire et de marbre offrent-elles au public une image inédite de la ville de Cagliari dans l'Antiquité et le haut Moyen-âge. Les colonnes en calcaire et revêtues de stuc ont des bases attiques en marbre typiques de la fin de la République romaine.

Si le musée est dépourvu de barrières architecturales, il n'en va pas de même dans la zone archéologique.