Le musée de Villasimius se trouve dans une maison paysanne du XIXe siècle, et recueille des témoignages archéologiques allant de la période nuragique au l'époque médiévale.

Une salle est consacrée au sanctuaire de l'habitat de Cuccureddus, un mouillage qui eut un rôle actif dans les échanges commerciaux de la période phénicienne jusqu'à l'antiquité tardive. Les objets proviennent du sanctuaire, mais sont aussi des témoignages de la vie quotidienne des habitants. Parmi les objets d'époque romaine dominent les ex-voto de terre cuite qui reproduisent les visages des divinités et les parties anatomiques des offrants.

L'exposition dédiée aux découvertes sous-marines le long des côtes de Villasimius est particulièrement intéressante. On y voit des canons et une partie de la cargaison de l'épave de l'île des Cavoli, un bateau espagnol qui fit naufrage aux alentours du XVe siècle. Le bateau, qui se dirigeait vers la Campanie ou la Sicile, transportait des azulejos, les carreaux de céramique au caractéristique revêtement blanc et bleu.

D'autres découvertes sous-marines sont illustrées par la reconstitution des milieux originaux et des épaves de bateaux phéniciens, puniques, romains et vandales.