El museo propone dos recorridos históricos y dos temáticos, que se articulan alrededor de sus dos secciones: la Sección de Arqueología y la Sección de Bellas Artes.

Sección de Arqueología
Un recorrido histórico debería comenzar por la Prehistoria. De este periodo, el museo conserva guijarros del yacimiento del Paleolítico Superior de La Calera en La Carolina; cerámica neolítica con decoración incisa procedente de la cueva de El Plato; cerámica, objetos de metal y cuchillos de sílex procedentes de la necrópolis en cueva artificial calcolítica de Marroquíes Altos; y piezas de metal, piedra y cerámica del poblado minerometalúrgico argárico de Peñalosa, en Baños de la Encina.

Ya dentro del mundo romano, es necesario resaltar los mosaicos de Bruñel, de Marroquíes Altos y de Santisteban; las estelas funerarias y esculturas; y la gran variedad de cerámica del alfar de Los Villares, con cerámica común y Terra Sigillata Hispánica. También es importante el magnífico sarcófago paleocristiano de mármol procedente de Martos.

La cultura visigoda está representada por elementos arquitectónicos, un sarcófago procedente de Arjonilla y joyas de la necrópolis de Cerro Salido. Finalmente, de época hispano musulmana se conservan capiteles de distintas tipologías, cerámica, tesoros de oro y plata y el tesoro de Charilla.

Sección de Bellas Artes
Esta sección nos ofrece una visión de esculturas y pinturas desde el siglo XIV hasta el siglo XX, destacando especialmente la sala del siglo XIX, las salas monográficas de Rafael Hidalgo de Caviedes y su hijo Hipólito, la sala de José Nogué, y las salas del siglo XX, con un magnífico cuadro de Antonio López. 

Todo recorrido por esta sección debe visitar la sala de Pintores de Jaén y la monográfica dedicada al pintor giennense Manuel Ángeles Ortiz.


Pintores y escultores de Jaén, recorrido temático que comienza en el vestíbulo del museo con la pintura de historia de Rafael Hidalgo de Caviedes y la obra del escultor valenciano José Capuz. A continuación, en la sala de los Reyes, se exponen los retratos de Dª. María de las Mercedes, María Cristina y Alfonso XII, del pintor giennense Pedro Rodríguez de la Torre, así como el retrato oficial de Alfonso XIII, del pintor catalán, afincado en Jaén, José Nogué.

El itinerario continúa con la visita a los cuadros de Pedro Rodríguez de la Torre, "¿Alcanzará?"; Manuel Fernández Carpio, "Los extremos se tocan"; Genaro Giménez Linde, "Puerta de Granada"; y José Elbo, "Toros en la Muñoza". Sin olvidar las salas monográficas de los pintores Rafael e Hipólito Hidalgo de Caviedes, padre e hijo, y de José Nogué.

Por último, es necesario visitar la sala que alberga la colección de obras de los pintores y escultores más importantes de Jaén, destacando Rafael Zabaleta, Cristóbal Ruiz y el escultor Jacinto Higueras, así como la dedicada a Manuel Ángeles Ortiz, que alberga además un grabado de su amigo Picasso.