La sede museale si compone di più corpi di fabbrica all'interno dell'area del Castello di Lipari.
Sezione Preistorica
Ha sede nell'edificio del Palazzo vescovile (XVIII sec.), impiantato sui resti di un monastero normanno.
Sala I e II - Comprende reperti provenienti dal Neolitico Medio: cultura del Castellare Vecchio;
Sala III - Comprende reperti provenienti dal Neolitico Superiore: cultura di Diana;
Sala IV - È riservata ai reperti del periodo Eneolitico Medio e Superiore: cultura di Piano Conte;
Sala V e VI - Comprende i reperti della prima età del Bronzo: cultura di Capo Graziano;
Sala VII, VIII e IX - Vi si trovano i reperti della tarda età del Bronzo;
Sala X - Topografia di Lipari greca e della successiva città romana (vi è, fra l'altro, esposto il complesso di reperti dal bothros di Eolo); Giardino del Padiglione Preistorico e i muri dell'antico Monastero normanno.
Sezione Epigrafica
All'interno di una recente costruzione ristrutturata sono conservati numerosi cippi e steli funerarie con iscrizioni perlopiù greche dalla necropoli greca e romana di contrada Diana.
Sezione delle Isole Minori
di fronte al Padiglione Preistorico:
Sale XI - XV - Vi sono esposti, in sequenza cronologica, reperti degli insediamenti preistorici delle isole minori dell'arcipelago eoliano (Salina, Filicudi, Alicudi, Panarea e Stromboli), dal neolitico medio alla media età del Bronzo.
Sezione Vulcanologica
Adiacente alla Sezione delle Isole Minori, all'interno di una casa risalente al XV secolo, è ospitata la Sezione Vulcanologica in corso di ristrutturazione e potenziamento.
Piano Terra - Archeologia e Vulcanismo Piano Primo - Vulcanologia generale
Piano Secondo - Vulcanologia eoliana
Sezione di Archeologia classica
Sezione dell'Archeologia di Milazzo Sala XVI - Necropoli della Media Età del Bronzo;
Sala XVII - Necropoli proto villanoviana e necropoli greca di Mylai;
Sala XVIII - Necropoli greca;
Sala XIX - Ricostruzione della trincea di scavo della necropoli dell'Ausonio II (Età del Bronzo);
Sala XX - Necropoli greca di contrada Diana a Lipari
Sezione di Archeologia sottomarina
Sala XVII - Sono esposti complessi di reperti dai ricchi contesti archeologici sottomarini dell'arcipelago eoliano.
Padiglione Classico
Piano Primo
La necropoli greca di Lipari
Sala XXI - Corredi tombali del VI, V e della prima metà del IV sec. a.C.;
Sala XXII - Corredi tombali del IV sec. a.C.;
Sala XXIV: Corredo della prima metà del IH sec. a.C.;
Sala XXV: Ricostruzione di un settore della necropoli greca di Lipari.
Piano Secondo
Sala XXVI: Lipari in età Romana, Bizantina e Medievale.
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