Il Museo Civico Archeologico di Sassoferrato è collocato in un edificio costruito nel 1355 in seguito alla fondazione del libero Comune. La struttura, che si trova in piazza Matteotti, è raggiungibile tramite una doppia rampa di scale. La biglietteria, il bookshop e una sala che rievoca la "Battaglia delle Nazioni" del 295 a.C. con un plastico, alla fine della terza guerra sannitica, si trovano al piano terra. Un’ampia scala, con ancora i gradini in pietra dell’originario Palazzo dei Priori, conduce al primo piano, dove sono esposti reperti organizzati in tematiche. Qui si possono vedere alcuni stemmi, appartenuti al potestà del vecchio Comune, e quello di Papa Paolo V, che ricorda la sua visita nella città. Le sale principali sono impreziosite da pavimenti in mosaico e l’allestimento riproduce idealmente i muri delle stanze in cui i reperti si trovavano in origine. Tali pezzi documentano diversi aspetti della vita e della società nell’antica Sentinum romana.
Dall’ingresso, poi, si accede alla sala delle sculture, dove sono esposte teste e dorsi di statue di marmo, grandi epigrafi su marmo e la riproduzione delle tre lastre in bronzo su cui sono segnati gli atti con cui le le associazioni dei commpercianti di Sentinum e Ostra conferivano ai personaggi illustri il titolo di "patronus", cioè protettore.
Da qui, si entra in una delle sale costruite da poco, dedicata ai reperti che attestano la presenza umana sul territorio sentinate nella Preistoria. Nella sala successiva, si trova il mosaico pavimentale raffigurante il ratto di Europa, insieme a numerose epigrafi funerarie, tra cui le steli tipiche delle sepolture femminili che raffigurano la porta degli inferi. Nel corridoio, una vetrina accoglie i reperti che provano l’esistenza di una bottega di bronzista a Sentinum , che probabilmente produceva anche statuaria, simile a quella di Cartoceto.
Nella sala dell’Aiòn il pavimento ripropone a grandezza naturale il mosaico ritrovato nell’ottocento a Sentinum e ora conservato nella glittoteca di Monaco di Baviera. Nelle diverse vetrine sono esposti gli oggetti e utensili di uso comune, che raccontano la vita quotidiana nei suoi diversi aspetti, dal momento del pasto in mensa, il modo in cui veniva vissula la religione, le arti e i mestieri, il ruolo della donna nella società e le sue attività giornaliere. Nell’ultima sala è esposto un frammento del grande mosaico pavimentale con tritoni, in precedenza conservato al Museo Archeologico Nazionale di Ancona. I pezzi di decorazione architettonica, disposti attorno al mosaico, testimoniano l’ultima fase di vita della città antica. Due teche in vetro raccolgono il vasellame da cucina usato in epoca romana. La vetrina centrale, in particolare, contiene alcune tra le più belle monete rinvenute a Sentinum, databili tra la fine del III secolo a. C. e la fine del IV secolo d. C.. Nelle ultime due vetrine, invece, sono disposte alcune ceramiche cinquecentesche, ritrovate nelle recentissime operazioni di ricerca eseguite nel palazzo stesso che ospita il Museo. Su alcune di esse è raffigurato l’antico stemma di Sassoferrato.