Najstarsze zabytki znajdujące się w Muzeum Technik Ceramicznych gromadzi dział archeologiczny. Chronologicznie reprezentują one – aczkolwiek w różnym stopniu – prawie wszystkie ważniejsze kultury archeologiczne ziem polskich, od schyłkowego paleolitu poczynając, aż po czasy średniowiecza. Obszar  z którego je pozyskano to wschodnia Wielkopolska i Kujawy, a więc terytorialnie są związane z okolicami Koła i z samym miastem.

Z najdawniejszych śladów działalności ludzkiej na wyróżnienie zasługuje kolekcja narzędzi krzemiennych z epoki kamiennej oraz zbiór neolitycznych toporków kamiennych. Jest to dziedzictwo po pierwszych osadnikach zamieszkujących w okolicy  Koła – paleolitycznych łowcach i neolitycznych rolnikach.

Liczba zabytków archeologicznych w MTC zwiększa się co roku. Dzieje się tak za sprawą obiektów przekazywanych przez ich przypadkowych znalazców, lecz przede wszystkim w wyniku organizowanych przez muzeum wykopalisk. Ostatnie takie prace prowadzono w 2006 roku w Straszkowie. W ich wyniku znacznie powiększył się zbiór ceramiki kultury łużyckiej. Liczy on teraz ponad 30 eksponatów, głównie ceramiki grobowej.

Kolejną większą grupą w dziale archeologicznym są eksponaty z okresu średniowiecza, pozyskane w większości podczas kilku sezonów prac wykopaliskowych przy głównych zabytkach Koła. W zbiorze tym znajdują się: ceramika, kafle, wyroby metalowe i fragmenty skórzanego obuwia.