O pazo Quiñones de León, un edificio exemplar da arquitectura señorial en Galicia construído no século XVII e obxecto de numerosas reformas a fins do XIX, acolle este museo cunha sobranceira sección destinada á arqueoloxía e unha colección de arte galega contemporánea destacada.
Dispón de 29 salas de exposición permanente, biblioteca, guías do museo e diversas publicacións sobre temas arqueolóxicos. Na planta baixa presérvase aínda o ambiente da antiga residencia dos marqueses doantes do pazo, con mobiliario e decoración de época e a exposición permanente de pintura europea dos séculos XVII e XVIII legada polo benfeitor vigués Policarpo Sanz. Ademais, este andar alberga numerosos obxectos relativos á historia local. Nesta parte pode visitarse a biblioteca, o despacho ou o salón dourado, entre outros.
A sección destinada á arqueoloxía distribúese en dúas salas e ocupa o edificio anexo ao pazo. Na primeira, situada na planta baixa, amósanse obxectos que ilustran diversos períodos da prehistoria de Vigo e a súa bisbarra, nun percorrido do Paleolítico á Idade media. A segunda sala, situada no segundo andar, dedícase integramente aos materiais aparecidos nas diversas campañas de escavación do Monte do Castro.
A sección de arte galega constitúe unha completa mostra de pintura e escultura galegas desde finais do século XIX á época actual. Paisaxistas (Jenaro Villamil e Serafín Avendaño), rexionalistas (Sotomaior), representantes do "Movemento Renovador" (Maside, Torres, Colmeiro, Laxeiro, Souto e Seoane), surrealistas (Lugrís), abstractos (Huete, Facal, Goyanes ou Mantecón) e representantes do "Movemento Atlántica" (Menchu Lamas, Antón Patiño, Manuel R. Moldes ou Correa Corredoira) son algunhas das tendencias pictóricas que recolle esta colección. En canto á escultura, expóñense obras de Brocos, Failde, Compostela, Acuña, Mallo, Xoán Piñeiro, Baltar, Buciños, Xosé Cid, Silverio Rivas e Leiro, entre outros.