Τα εκθέματα είναι αντιπροσωπευτικά όλων των περιόδων του υλικού πολιτισμού της εποχής αυτής (6500π.Χ. - 3300π.Χ.) και προέρχονται από ανασκαφικές και επιφανειακές έρευνες. Οι νεολιθικές κοινότητες αποτελούνται από γεωργούς και κτηνοτρόφους που ζουν σε μικρά χωριά σε όλη τη θεσσαλική πεδιάδα. Ειδικότερα, εκθέτονται πήλινα αγγεία με χαρακτηριστικά σχήματα και διακόσμηση, αποθηκευτικά αγγεία, κατασκευές και σκεύη που σχετίζονται με τη «νεολιθική κουζίνα» ( εστία, μαγειρικά σκέυη, «κρατευτές», μυλόπετρες κ. ά). Επίσης, σύνεργα υφαντικής , εργαλεία από οστά ζώων και λίθινα καθώς και δείγματα των πρώτων μετάλλινων (χάλκινων ) εργαλείων που εμφανίζονται στο τέλος της εποχής αυτής. Πλούσιες συλλογές με ειδώλια ανθρώπων και ζώων, ομοιώματα σπιτιών και αντικειμένων της οικοσκευής των νεολιθικών νοικοκυριών καθώς και κοσμήματα μας οδηγούν στον κόσμο της νεολιθικής ιδεολογίας. Τέλος, ενταφιασμοί και ταφές με καύσεις νεκρών παρέχουν μια εικόνα για τα ταφικά έθιμα των ανθρώπων της εποχής.
