Arheološki odjel Gradskog muzeja Virovitica sadrži devet zbirki, uključujući i Paleontološku zbirku. Predmeti pohranjeni unutar odjela dobiveni su prilikom arheoloških iskopavanja, donacijama i otkupom te su dio arheološko-povijesne skice Virovitice. Arheološka istraživanja iznose podatke o povijesti virovitičkog naselja i krajolika. Značajna nalazišta nepokretne kulturne baštine kao što su Orešac, Zvonimirovo – Veliko polje, Špišić Bukovica, lokaliteti na Zapadnoj virovitičkoj obilaznici, srednjovjekovna nizinska utvrda u Virovitici i dr. datiraju iz razdoblja od neolitika do novog vijeka. Rezultati arheoloških istraživanja na virovitičkom području dobro su dokumentirani nalazima funkcionalnog karaktera poput keramičkih i staklenih posuda, nakita od bronce, srebra, željeza i stakla, fibula, mačeva u koricama, noževa, vršaka kopalja, šiljastih gabarita, topovskih kugli, toaletnog pribora, pojasnih garnitura, dijelova arhitekture i novca. Unutar Paleontološke zbirke čuva se najstariji predmet u Muzeju – dio gornje čeljusti i zub vunastog mamuta iz razdoblja gornjeg pleistocena. Bogata muzejska građa, koja se prikuplja dugi niz godina, dio je materijalnog i duhovnog nasljeđa srednjoeuropskog kulturnog kruga te upotpunjuje sliku aktivnosti starih populacija virovitičkog područja.
