Inaugurado en 1995, este museo tiene por objeto preservar y difundir los hallazgos arqueológicos de la zona rescatados en dos temporadas de campo: la de 1969 a 1970, dirigida por el arqueólogo alemán Bodo Spranz, y la del Proyecto Xochitécatl, de 1993 a 1994. Exhibe 342 piezas, de las cuales aproximadamente 80 por ciento revela y simboliza la importancia de la mujer en la cultura tlaxcalteca precolombina (Xochitécatl es “persona de las flores”, quien se ocupa de las flores, a quien le corresponden, estirpe florida). Las figurillas de las ofrendas encontradas en Xochitécatl resumen mayormente el ciclo de la mujer, al representar nacimientos, maternidad, cuidados infantiles, ancianidad y muerte, al tiempo que retratan la significativa condición social de la mujer como gobernantes o reinas de la región, lo que resulta poco común en las civilizaciones prehispánicas de Mesoamérica. Adicionalmente, expone reliquias prehispánicas de una de las civilizaciones más antiguas, cuyos inicios se remontan al año 750 a.C. y se prolongan hasta el 950.

El museo ocupa un edificio en una sola planta de aproximadamente 70 m2, dividida en dos secciones. Una, que se encuentra en un espacio cubierto, exhibe vasijas utilitarias o de uso común, sahumerios prehispánicos, diferentes utensilios, figurillas, objetos ornamentales y componentes de ofrenda del periodo Epiclásico o Preclásico Tardío (del 650 al 1000), entre los que destacan cerámicas ceremoniales, incensarios, ofrendas de figuras femeninas y ornamentales —collares, navajas, placas de piedra verde y orejeras—, figuras de niños en cunas y de mujeres embarazadas. La parte externa del museo muestra piezas en piedra labrada antropomorfas, zoomorfas y algunas variantes de éstas.