A história do Museu de Francisco Tavares Proença Júnior confunde-se com a das colecções de arqueologia.
Integram os materiais Paleolíticos que Francisco Tavares Proença Júnior recolheu, diversos achados avulsos e núcleos bastante consistentes, nomeadamente das estações de Vilas Ruivas e Monte Famaco em Vila Velha de Ródão. Deste período destaca-se um solo de habitat paleolítico, o primeiro a ser transposto para um museu.
O Neolítico e Calcolítico têm um peso considerável na colecção de arqueologia, tendo surgido com Francisco Tavares Proença Júnior o primeiro programa de investigação arqueológica no distrito, onde o estudo do fenómeno do megalitismo ocupa um lugar preponderante.
Merecido destaque vai para a colecção de Gravuras Rupestres provenientes do Vale do Tejo, Vila Velha de Ródão, que o Grupo para o Estudo da Arte Pré-Histórica entregou ao Museu em meados dos anos setenta.
No que diz respeito à Época Romana, há a destacar os núcleos Epigráfico, o de Centum Celae e o de Idanha-a-Nova, este último resultante das escavações dirigidas por D. Fernando de Almeida. A cerâmica encontra-se aí representada em grande número, mas o merecido destaque vai para uma estatueta em madeira de azinho e para um anel em ouro.
Finalmente, da Época Medieval destacamos três acicates do século XI-XII e uma inscrição hebraica datada de 1297, proveniente da antiga Sinagoga de Belmonte.
