A colecção que se expõe tem subjacente a selecção intencional de espólio exclusivamente de época romana. Encontra-se, no entanto, contemplada a ideia de, futuramente, serem apresentados outros materiais de distintas épocas, encontrados nas múltiplas intervenções arqueológicas que têm vindo a ser realizadas no interior do edifício romano e na sua envolvente.
No que respeita ao espólio que se apresenta, destacam-se os elementos arquitectónicos e decorativos que ornamentavam o espaço cénico. A maior parte deste espólio foi recolhido nas primeiras intervenções arqueológicas realizadas no monumento, levadas a cabo entre 1964 e 1967.
Estas peças ornamentariam o monumento à data da sua fundação, nos inícios do séc. I. São capitéis, fustes de coluna e bases realizados em pedra local e revestidos a estuque. Outros elementos, como seja o caso das pedras que ostentam uma inscrição dedicada ao Imperador Nero, assim como a estatuária (figuras de silenos e fragmento de cabeça), reportam-se ao momento da remodelação do espaço efectuado em 57 d.C.
No piso superior do museu (R. S. Mamede nº 3), para além das múltiplas ruínas arqueológicas que podem ser vistas in situ e que abarcam um longo período cronológico (séc. I – séc. XIX), pode ainda admirar-se várias talhas, ou potes de armazenamento, que pertenciam ao antigo Celeiro da Mitra, bem como outros materiais exumados ao longo das várias campanhas de intervenção arqueológica.
Devido às particularidades deste museu, optou-se pela apresentação das peças que se encontram em exposição no Museu do Teatro Romano, mas também de algumas das muitas que se encontram em reservas. Deste modo, é agora divulgado algum do espólio arqueológico recolhido nas últimas intervenções arqueológicas, essencialmente peças cerâmicas atribuíveis a vários períodos cronológicos e que constituem, no seu conjunto, um enorme e importantíssimo espólio.