Археологическая коллекция ЦГМ РК концентрирует в своих фондах материалы по древней и средневековой истории. В настоящее время в фонде археологии хранится около 29 тыс. артефактов.

Каменный век.

Эпоха палеолита (около 2,7 млн. лет — 10 тыс. лет до н. э.) в археологической коллекции представлена артефактами стоянок древнего человека Прикаспия и хребта Каратау – это комплексы архаичных каменных орудий — чоппинги, рубила, нуклеусы, отщепы, скребла, показывающие процесс развития и совершенствования техники обработки каменных изделий: галечной, леваллуазской, радиальной. Эпоха энеолита (III – начало II тыс. до н.э.) меднокаменный век, эпоха открытия первого металла и изготовления медных орудий. Этот период в  музее представлен уникальной коллекцией артефактов поселения Ботай, Северный Казахстан. Жители этого поселения занимались охотой на диких лошадей и впервые одомашнили лошадь. В коллекции собраны кости животных, орудия охоты: боласы (снаряды для охоты), каменные наконечники дротиков, стрел, топоры; орудия из лопаточных костей животных: серповидный разминатель, скребки с зубчатым краем для обработки шкур животных, проколки, керамические сосуды.

Эпоха бронзы (XVIII-IX вв. до н. э.).

В этот период человек овладел технологией получения бронзы — сплава меди с оловом или мышьяком. Яркая культура племен этого времени названа андроновской (XVIII -XII вв. до н. э.). Носители андроновской культуры селились в поселениях вдоль берегов степных рек, занимались скотоводством, земледелием, металлургией бронзы и керамическим производством. Коллекция эпохи бронзы в ЦГМ РК собрана по результатам работ археологических экспедиций и переданых в дар случайных находок, насчитывает около 2 тыс. артефактов из центрального, восточного, западного, южного и юго-восточного регионов РК. Коллекция . Особый интерес представляют костяные изделия поселения Мыржык, выполненные с высоким мастерством и отличающиеся изяществом орнамента – это костяные пластины, пуговицы, накосные трубочки и фигурные псалии. Из случайных находок – клад бронзовых предметов из Талды-Курганской области с. Кейтон и др.

Культура ранних кочевников

Сакская эпоха (VIII вв. до н. э. – III вв. н.э.) характеризуется открытием и началом широкого использования железа. В это время территорию Казахстана населяли племена саков и савроматов. Основой общественного хозяйства стало кочевое и полукочевое скотоводство. Саки были объединены в племенные союзы, во главе которых стояли вожди, совмещающие светские и религиозные функции. Это было время зарождения государственности и появления письменности. Знаковым символом идеологии саков стал скифо-сибирский «звериный» стиль, реалистичный по исполнению и мифологический по содержанию. Предметы материальной и духовной культуры украшены в этой традиции. Археологическая коллекция ранних кочевников насчитывает около 10 тыс артефактов. Ранний железный век представлен материалами из разных регионов Республики Казахстан, дающими обширные сведения о саках, усунях, кангюйцах, хуннах и сарматах, основавших на территории Казахстана с VIII вв. до н. э. государства и занявших особое место в истории ­политической и культурной жизни Казахстана.  Можно выделить Жалаулинский клад (VIII-VII вв. до н.э.) случайно найденный у аула Жалаулы, Кегенского (ныне Райымбекский) района, Алматинской области, в котором находились золотые изделия. Самое крупное из украшений которого – нагрудное украшение – пектораль в форме лунницы. Среди случайных находок Жетысу наиболее ценной является коллекция медных котлов и бронзовых курильниц.

Культуру кангюев Южного Казахстана представляет вещевой комплекс из раскопок могильников и поселений долины р. Арысь IV в. до н.э. – IV в. н. э. В коллекцию входят оригинальная керамика с характерным набором форм и декора, мелкая пластика, украшения, предметы вооружения, конская атрибуция, зооморфные и антропоморфные фигуры, предметы быта и культа, уникальные артефакты – палеографический материал и многое другое. Письмо выполнено на поверхности керамических кирпичей-таблиц и определено как алфавитно-слоговое, было создано на арамейской основе и напоминает раннее согдийское.

Средневековье

Средние века (VI — первая половина XV вв.). В фонде археологии аккумулированы богатейшие, разнообразные археологические материалы эпохи средневековья, дающие возможность проиллюстрировать не только основные этапы развития этнической и социально-политической истории и культуры Казахстана как важнейшего интегрального региона Евразийского континента, но и рассказать о зарождении, сложении и развитии различных форм государственности в регионе: от государства усуней (Усунь-го), первых тюркских каганатов – до появления казахских ханств (VI-XV вв.). Культура древнетюркских племен Казахстана VI-VIII вв. представлена памятниками культовой монументальной скульптуры, оружием, предметами ювелирного искусства, конского снаряжения и памятниками рунической письменности.

Городская культура IX-XII вв. представлена материалами Южно-Казахстанской, Семиреченской археологических экспедиций, в частности, артефактами из городищ Актобе, Тараза, Отрарского оазиса, Талгара. Это поливные и глазурованные чаши с эпиграфическим, растительным и геометрическим орнаментами, дастарханы, хумы, хумчи, водопроводные трубы – кубуры. Большое значение для развития городской культуры и городов сыграл Великий Шелковый путь. В фондах имеются уникальные предметы импорта из Китая, Ирана, Индии, Хорезма. Это фрагмент медного иранского блюда, две чаши из китайского фарфора, чаши, фрагменты китайского шелка, зеркала.

XIV-XV вв. складывается новый архитектурный стиль. Прогресс строительной техники в XIV и особенно в XV веке нашел свое выражение в совершенствовании сводчато-купольных систем и появлении новых облицовочных материалов, что нашло свое отражение в архитектуре мавзолея Ходжа Ахмеда Ясави в Туркестане. Материальная культура этого периода в фонде археологии представлена своеобразной поливной керамикой, изразцами мавзолея Ходжа Ахмеда Ясави в Туркестане.

Кроме того, по трассам Великого Шелкового пути распространялись различные религии и верования: зороастризм, буддизм, манихейство, ислам и христианство (несторианство). Подтверждением служат коллекции намогильных камней с надписями на арабском, древнеиндийском (санскрите) языках, кайраки с изображением крестов и тюрко-сирийскими эпитафиями. О существовании зороастризма свидетельствуют глиняные оссуарии из г. Тараза.