Resguarda objetos arqueológicos provenientes del área, principalmente cerámica, lítica, hueso, estuco y fragmentos de murales, así como figurillas. A 43 km al norte del puerto de Veracruz, cerca de las poblaciones de La Antigua y Cardel, se encuentra la zona arqueológica de Cempoala, cuyo museo de sitio está dispuesto en un pequeño espacio rodeado por densa vegetación, a la entrada de la ciudad prehispánica amurallada. Cempoala estuvo habitada por totonacas hasta la llegada de los españoles, quienes registraron este hecho en sus crónicas más tempranas. El museo consta de cuatro salas y exhibe materiales arqueológicos recuperados en el sitio a lo largo de diferentes temporadas de excavación, como figurillas antropomorfas y zoomorfas, caritas sonrientes, una vajilla de piezas rituales y domésticas, elementos arquitectónicos como almenas y pintura mural, esculturas de hombres y animales, objetos rituales como yugos y hachas, utensilios domésticos como metates, coladeras, malacates y hachas de basalto, y representaciones de deidades vinculadas con el culto a la muerte. Sobresalen las piezas de influencia mexica, lo que habla de la relación económica y de trueque que tenían con otros pueblos. La exposición permanente refleja la identidad de los pobladores del Cempoala prehispánico, al tiempo que acerca al visitante a la flora y fauna de la zona y cómo ésta fue representada por los antiguos artesanos.

Cempoala (“donde de las veinte aguas”) fue la primera ciudad prehispánica del Imperio Mexica conocida por los españoles; en 1519 fue visitada por Hernán Cortés para entrevistarse con el “Cacique Gordo”, gobernante del lugar y su inminente aliado. La zona arqueológica se descubrió en 1890 por las expediciones de Francisco del Paso y Troncoso, en ese momento director del Museo Nacional y colaborador de la “Exposición internacional del IV centenario del descubrimiento de América” por celebrarse en Madrid. Estos trabajos de exploración dejaron al descubierto varios montículos, entre ellos el edificio circular dedicado a Ehécatl, registrado en el plano de la ciudad amurallada, y un chacmool de arcilla recubierto de estuco. La siguiente gran explotación e intervención del sitio correspondió al arqueólogo José García Payón la década de 1940, y en los años 70 se construyó el pequeño museo de sitio donde se exhibían las colecciones recuperadas por el arqueólogo García Payón. En 2001 se restauró las colecciones y se reutilizó el mobiliario, con lo que el museo abrió de nuevo sus puertas.