Коллекция Археологического музея Созополя охватывает период времени с IV тысячелетия до н. э. и до современной эпохи. Все экспозиции учреждения подчинены двум направлениям – археологии и христианскому искусству.
На выставках, посвященных археологии, можно увидеть предметы, свидетельствующие о бурной жизни этого края в античную эпоху. Здесь представлена древнегреческая керамика, монеты, предметы быта фракийцев. Музейные работники не обошли внимание и снаряжение рыбаков и моряков, испокон веков трудившихся в этом портовом городе. В частности на витринах выставлены якоря и гарпуны, датируемые II-I веками до н. э.
Развитие христианства в Созополе отражает собрание культовых предметов, в частности большую ценность представляют иконы и средневековые сосуды (XIV в.). Самым ценным экспонатом Археологического музея Созополя считается алебастровая шкатулка, в которой сберегались мощи Святого Иоанна Крестителя. Этот артефакт ученые обнаружили лишь в 2010 году. Сами мощи выставлены для поклонения в церкви Святых Кирилла и Мефодия.
В музее проводятся экскурсии и лекции.