Archeologické muzeum v Burgasu se nachází v bývalé dívčí škole, která byla navržena švýcarským architektem Hermanem Maierem a postavena v roce 1894.
Vystavené exponáty v archeologickém muzeu zobrazují artefakty z pravěkého osídlení oblasti, jež se datuje k 4. – 5. století před naším letopočtem, kdy zde bylo založeno starobylé thrácké město.
Nejstaršími vystavenými artefakty jsou nástroje z kamene, pazourku a kostí z neolitu, doby kamenné a doby bronzové, které byly nalezeny během vykopávek. Město bylo během 3. století našeho letopočtu potopeno a jeho znovunalezení přineslo objevení mnoha druhů kamenných kotev různých velikostí, které potvrzují rozmach námořní aktivity v této oblasti v celém tomto období.
Nejzajímavější částí archeologického muzea je třetí výstavní síň, která je věnována thráckým kultovním praktikám během doby římské nadvlády v Thrákii mezi 1. – 3. stoletím našeho letopočtu. K vidění je poklad, nalezený v thrácké hrobce patřící kněžce Leseskapře, jenž obsahuje pár zlatých náušnic, kameninová rituální čísla, mramorové reliéfy a figurky různých bohů.
V muzeu jsou také vystaveny nálezy z vesnice Debelt, ležící zhruba 18 km od Burgasu. Sbírka obsahuje mince, keramiku a ozdoby z tehdejšího města Deltum. Součástí muzea je i venkovní výstava, kde si návštěvníci mohou prohlédnout jedinečnou rekonstrukci thrácké hrobky pocházející ze 13. století před naším letopočtem, jež byla objevena v obci Belevren.