Το Αρχαιολογικό Μουσείο Χαλκίδας συγκεντρώνει ευρήματα από όλη την Εύβοια. Το κτίριο διαθέτει μεγάλη αυλή και τρεις αίθουσες, όπου παρουσιάζονται τα εκθέματα. Το κτίριο ανήκει στο ελληνικό κράτος και διαμορφώθηκε κατάλληλα για να φιλοξενήσει τις ευβοϊκές αρχαιότητες. Το μουσείο στεγάζεται στο εργοστάσιο οινοπνευματοποιίας με την επωνυμία «Αρέθουσα Α.Ε.», όπου πρόκειται για βιομηχανικό κτίριο των αρχών του 20ού αιώνα που σταμάτησε να λειτουργεί οριστικά το 1980. Αποτελεί κηρυγμένο μνημείο πολιτισμικής κληρονομιάς (ΦΕΚ Β' 45/22.01.1979) και τεκμήριο της σημαντικής βιομηχανικής δραστηριότητας της πόλης κατά τον προηγούμενο αιώνα.
Τα εκθέματα τοποθετούνται χρονολογικά από την Παλαιολιθική μέχρι και την Ύστερη Ρωμαϊκή Εποχή και προέρχονται από ανασκαφές στην Εύβοια. Η έκθεση του μουσείου διαθέτει συλλογές με ευρήματα από τον οικισμό και το νεκροταφείο της Μάνικας (2800 – 1900 π.Χ.), μυκηναϊκή κεραμική και ειδώλια, συλλογή Οικονόμου με ευβοϊκή, βοιωτική κεραμική και κοροπλαστική, συλλογή κλασικών και ελληνιστικών νομισμάτων από τη Χαλκίδα, Ερέτρια και την Κάρυστο, ρωμαϊκά αναθηματικά γλυπτά από τη Χαλκίδα και την Αιδηψό, επιτύμβια μνημεία από τη Χαλκίδα, τη νέα Λάμψακο και τιμητικά ψηφίσματα. Στην αυλή του Μουσείου περιέχονται επιτύμβια μνημεία και ρωμαϊκά γλυπτά. Από τα εκθέματα ξεχωρίζουν το καθισμένο γυναικείο άγαλμα του 4ου αι. π.Χ., η μαρμάρινη επιτύμβια στήλη με παράσταση ενός νέου και σκύλου, η στήλη με παράσταση του Πλούτωνα και του Διονύσου (μέσα του 4ου αι. π.Χ.), το άγαλμα του Αντίνοου (2ος αι. μ.Χ.), το ακέφαλο άγαλμα του Απόλλωνα ή Διονύσου (ρωμαϊκό αντίγραφο), το γυναικείο άγαλμα της Ελληνιστικής Εποχής και δυο κεφάλια κούρων της Αρχαϊκής Εποχής.
Το πλήθος των ευρημάτων που είχαν αποκαλυφθεί στη Χαλκίδα, στην ευρύτερή της περιοχή, αλλά και σε άλλες θέσεις στo νησί αποτέλεσαν την αιτία για την ίδρυση αρχαιολογικού μουσείου στην πόλη, το οποίο θα στέγαζε αντικείμενα από όλη την Εύβοια και θα έδινε μια εικόνα της ιστορικής, πολιτικής και κοινωνικής εξέλιξης του νησιού.
Η έκθεση του μουσείου οργανώθηκε κατά τέτοιον τρόπο, ώστε από τη μια μεριά να παρουσιάζει συνοπτικά την ιστορία του νησιού και από την άλλη να αναδείξει τα αρχαία μνημεία στον επισκέπτη. Στον προαύλιο χώρο παρουσιάζονται ταφικά μνημεία, αρχιτεκτονικά μέλη και γλυπτά Κλασικών, Ελληνιστών και Ρωμαϊκών Χρόνων. Στις τρεις αίθουσες υπάρχει μια χρονολογική ταξινόμηση των προθηκών και των εκτεθειμένων αντικειμένων που ξεκινά από την Παλαιολιθική Εποχή (γύρω στο 100000 π.Χ.) και καταλήγει στα Ρωμαϊκά χρόνια. Στη δεξιά αίθουσα του Μουσείου παρουσιάζονται τα ευρήματα που χρονολογούνται από την Παλαιολιθική Εποχή μέχρι και τα Γεωμετρικά Χρόνια και στην αριστερή αίθουσα, από την Αρχαϊκή μέχρι και τη Ρωμαϊκή Εποχή. Η κεντρική αίθουσα είναι αφιερωμένη στα Κλασικά, Ελληνιστικά και κυρίως Ρωμαϊκά Χρόνια.
