Музей расположен в павильоне, построенном над остатками уникальной археологической достопримечательности – собора Архистратига Михаила XI в.
Основным объектом экспонирования служат фундаменты и частично сохранившиеся стены, конструктивные детали северо-западной части храма. Здесь представлены материалы раскопок, чертежи, графические реконструкции археологических памятников переяславской архитектуры XI-XII вв.