Kolekcja zabytków neolitycznych zgromadzona w zbiorach Działu Archeologii z pewnością należy do najliczniejszych i najciekawszych. Dokumentuje ona pełną różnorodność tutejszych zjawisk i procesów kulturowych, które nie mają ścisłych odpowiedników w pozostałych częściach naszego kraju. Z jednej strony to bogaty „świat” ostatnich łowców-zbieraczy, ludzi do perfekcji związanych z naturą i obficie korzystających z jej zasobów. Drugi „świat” reprezentuje szeroko pojętą tradycję neolitycznych rolników i hodowców, którzy infiltrowali tutejsze tereny lub prowadzili mniej lub bardziej udane akcje kolonizacyjne.
Zdecydowaną większość zbiorów należy łączyć z „tutejszymi” łowcami-zbieraczami-rybakami, których w ujęciu dzisiejszej archeologii określamy mianem kultury niemeńskiej. Przechowywane są tu zabytki pochodzące z „ikonicznych” już stanowisk położonych w okolicy nadbiebrzańskiej Sośni (gm. Radziłów), Stacz (gm. Kalinowo) nad Jeziorem Rajgrodzkim, Brańska (gm. Brańsk) nad Nurcem czy w końcu nadnarwiańskiej wydmy w Grądach-Woniecko (gm. Rutki). Bogate kolekcje ceramiki i wytworów krzemiennych stały się dziś podstawą naszej wiedzy o tychże ugrupowaniach. Z nimi również związane są postacie wybitnych badaczy regionu – Elżbiety Kempisty, Krzysztofa Burka i Jerzego Maciejczuka. Fascynujący obraz kultury materialnej łowców uzupełniają znaleziska przypadkowe, często bardzo spektakularne. Odnajdziemy tu jedyny w polskich muzeach zachowany w całości okaz naczynia ostrodennego wyłowiony z rzeki Jegrzni w okolicy miejscowości Wojdy (gm. Rajgród).
Nieco skromniejszy zbiór reprezentują zabytki związane z ugrupowaniami neolitycznych rolników i hodowców. To uzupełnienie obrazu przestrzeni zdominowanej przez łowców, jedynie z rzadka infiltrowanej przez „obcych” – przybyszy z zachodu. Fakty te dokumentują inwentarze ze zniszczonego grobu kultury amfor kulistych w Brodowie (gm. Radziłów) i pochówku kultury ceramiki sznurowej odkrytego przy ulicy Niedźwiedziej w Białymstoku. Na ich obecność lub szeroko zakrojone kontakty wskazują również znaleziska przypadkowe toporów kamiennych, siekier krzemiennych czy w końcu naczyń ceramicznych.
