Коллекция археологии Тотемского музейного объединения насчитывает более 5500 единиц хранения. Первым предметом коллекции стала бронзовая орнитоморфная подвеска, найденная в 1915 году на территории современного Тарногского района. С этого времени коллекция стала систематически пополняться.

В 1923 году директором Тотемского музея Н. А. Черницыным и художником Е. И. Праведниковым впервые в истории нашего края были проведены археологические раскопки. Была исследована открытая ещё в 1918 году неолитическая стоянка Черняковская. Всего же Н. А. Черницыным и его сподвижниками Е. И. Праведниковым, М. Е. Арсаковой, Ф. М. Вахрушовым, было открыто 44 памятника, из которых исследовалось раскопками 18.

В 1970-1980-е годы территория Тотемского района исследовалась московским археологом С. В. Ошибкиной, которая на материалах раскопок стоянок каменного века выявила наличие единой бытовавшей здесь культуры, названной Сухонско-мезолитической. Вологодским археологом Н.  В. Гуслистовым и студентами Вологодского государственного педагогического института были проведены раскопки могильников: Семёновского, Марьинского, Старототемского, а также ряда древних поселений.

В настоящее время территория района также активно исследуется археологами: М. В. Иванищевой, Л. С. Андриановой и Н. Б. Васильевой. В связи с этимсобрание Тотемского музейного объединения

Представленные в коллекции археологии предметы можно условно разделить на несколько частей. Самая большая – это каменные орудия: от миниатюрных прямоугольных кремнёвых пластин, вставлявшихся в наконечники стрел и гарпуны, до массивных сланцевых топоров.

Значительную часть коллекции представляют фрагменты керамики, чей возраст датируется от 5 тыс. до н.э. до конца XIX столетия. Орнаментация сосудов весьма разнообразна: ямочная, зубчатая, с изображением волн, зигзагов, верёвочная, сетчатая, с отпечатками раковин.

Третья группа материалов коллекции – это изделия из металла и бронзы. В основном, это железные ножи, а также различные украшения: бронзовые фибулы, шумящие подвески-коньки, перстни, пуговицы и нательные крестики, а также свинцовые и стеклянные бусины.

Предметы из коллекции можно увидеть в экспозиции Тотемского краеведческого музея в трёх залах, где представлена древнейшая история нашего края.