Das archäologische Museum ist der antiken Geschichte von Apollonia (frühere Bezeichnung von Sozopol) gewidmet. Anhand verschiedener Exponate (Schiffsanker, Tonkrüge...) werden die Handelsbeziehungen zwischen den thrakischen Stämmen mit der hellenistischen Welt veranschaulicht. Besonders bemerkenswert ist die Sammlung der Tongefäße. Hier entdeckt der Besucher, dass die Stadt die erste demokratische Stadt Bulgariens war. Nach einer relativ kurzen Darstellung der römischen Zeit wird anhand zahlreicher Reste, Schmuckstücke und Schriftstücke die Zeit des Ersten und Zweiten bulgarischen Reiches und dann die lange Zeit der osmanischen Besetzung präsentiert.