Βρίσκεται στην Πόθια, πρωτεύουσα του νησιού, στη συνοικία της Αγίας Τριάδας. Εδώ ξετυλίγεται κατά θεματικές ενότητες η ιστορική και πολιτιστική πορεία του τόπου από τους Προϊστορικούς ως και τους Μεταβυζαντινούς χρόνους, μέσα από την παρουσίαση ενός μεγάλου αριθμού από χάλκινα και μαρμάρινα γλυπτά, πήλινα αγγεία, ειδώλια, εργαλεία, νομίσματα, λατρευτικά αντικείμενα, μικροτεχνήματα και όπλα.
Το μουσείο περιλαμβάνει προϊστορική συλλογή με κεραμική, ειδώλια και γλυπτά νεολιθικής, μινωικής και μυκηναϊκής περιόδου. Συλλογή από τους κλασικούς και ελληνιστικούς χρόνους. Ανάμεσα στα εκθέματα δεσπόζει χάλκινη κολοσσιαία γυναικεία μορφή «η Κυρά της Καλύμνου» που «αναδύθηκε» από τη θαλάσσια περιοχή της Καλύμνου. Επίσης ξεχωρίζουν ο μεγάλος αριθμός γλυπτών αναθημάτων, πήλινων αφιερωμάτων με μορφή βοοειδών, ένας σπάνιος ενδεδυμένος κούρος του 530 π. Χ. με γραπτή διακόσμηση και αφιερωματική επιγραφή που βρέθηκαν στο ιερό του Δηλίου Απόλλωνος, καθώς και ένα τεράστιο λατρευτικό άγαλμα του Ασκληπιού του 2ου αι. π. Χ.