Eski Halkevi binasının küçük bir bölümünde kuruldu (1978). 1991 yılına kadar depo müze olarak faaliyet gösteren müze, 1991 yılında yine Eski Halkevi binasının kuzey kısmında ziyarete açıldı. Sürekli artan eser sayısı sebebiyle mevcut müze binasının yetersiz gelmesi üzerine yeni bir müze binası yapılmasına karar verildi. Yenişehir ilçesinin Gazi Mahallesi’ne bağlı Adnan Menderes Bulvarı üzerinde bulunan alana inşa edilen yeni müze 18. 06. 2017 tarihinde ziyarete açıldı. Mersin Arkeoloji Müzesi’nde Yumuktepe, Gözlükule, Soli-Pompeiopolis, Elaiussa-Sebaste kazılarından çıkan eserlerin yansıra etnografık eserler, fosiller, sikkeler ve amforalar modern biçimde dizayn edilmiş iki katlı tek bir salonda sergileniyor.

Mersin Arkeoloji Müzesi'nin sergi salonu zemin katı Paleolitik dönemden günümüze kadar Anadolu kronolojisinin, arkeolojik eserler, resim ve bilgi panoları eşliğinde anlatıldığı zaman tüneli ile başlıyor. Zaman tünelinde sergilenen Helenistik döneme ait bronz ve kemik malzeme ile yapılmış plagiaulos (müzik aleti) bu bölümün en önemli eseridir. Zaman tünelinin hemen devamında Mersin Müzesi sorumluluk sahasında yapılan kurtarma kazıları için oluşturulan Kilikya bölgesi ölü gömme geleneklerinin, ilgili eserler, resimler ve bilgi panoları eşliğinde sergilendiği ölü kültü bölümü yer alıyor. Bu alanın önemli eserleri pişmiş toprak lahitler ve kabartma mezar stelleridir. Alt kat sergi salonunun sonunda üst kata çıkış alanının olduğu bölümde Mersin ve yöresindeki Yörük kültürünün aktarıldığı ve etnografik eserlerin sergilendiği alan ile birinci bölüm sonlanıyor. Bu katta sergilenen ve MÖ V. yüzyıla tarihlenen Pegasus Heykelciği, çeşitli masklar, Helenistik döneme ait Nagidos Yazıtı zemin katın önemli eserleridir. Mersin Müzesi Sergi salonunun ikinci katı Mersin ve civarında yer alan kazı alanlarına ayrılan teşhir bölümü ile başlıyor. Kentin önemli arkeolojik alanlarından olan Soli-Pompeiopolis Kazısında bulunan bronz Apollon heykelciği, Dionizos-Pan-Panter üçlüsünün yer aldığı heykel üçlüsü ve insan kabartmalı sütun başlıkları, yine bu bölüm içinde Mersin’in tarihinde önemli yer tutan ve MÖ 7000 yıllarına tarihlenen Yumuktepe Höyüğü eserleri, Yumuktepe Höyüğü kazısında ortaya çıkartılan kömürleşmiş tohum örnekleri ve Yumuktepe maketinin sergilendiği Yumuktepe sergi alanı dikkat çekiyor. Bu alanda Soli antik kentinden çıkarılan eserler ile Ayaş Elausse Sebaste kazısından gelen eserler de sergileniyor. Bu alan Helenistik, Roma, Bizans, Selçuklu ve Osmanlı dönemlerine ait altın, gümüş ve bronz sikke örneklerinin kronolojik bir sıra içinde anlatıldığı sikke teşhiri ile sonlanıyor.

Müze sergi alanı Tapureli ve Kanlıdivane örenyerleri kaya kabartmaları canlandırmaları ile hareketlendirildi. Müzede sergilenen eserlerin yanı sıra Neolitik dönemden günlük köy yaşamının aktarıldığı Neolitik Ev; Antik dönemde zeytinyağı üretiminin anlatıldığı işlik maketi, su damlası içerisindeki interaktif batık canlandırması ve Mersin’in geleneksel konut dokusunun ilk örneği olan Huğ Evi maketi ile bu canlandırmaları destekleyen interaktif sunumlar oldukça dikkat çekiyor. 2.000’i aşkın arkeolojik, etnografik eserin ve sikkenin teşhir edildiği, arkeolojinin, tarihin ve kültürel mirasımızın teknolojik gelişimle birlikte anlatıldığı ve tanıtıldığı müze ziyaretçilerini bekliyor.