Il Museo Storico archeologico, allestito nell'ambito del Castello e del borgo, raccoglie oltre duecento oggetti provenienti dagli scavi archeologici effettuati nella tenuta di Castelporziano a partire dalla seconda metà del '800. Il percorso museale, articolato in varie sale, presenta una serie di oggetti ordinati per contesti monumentali di appartenenza ed esposti per ordine cronologico. Tra i numerosi materiali si segnalano per il loro rilevante valore storico documentario ed artistico una tomba con ricco corredo funerario appartenente alla necropoli dell'abitato di Castel di Decima (VII sec. a.C.) e parte di un soffitto dipinto di età romana proveniente dall'area della villa imperiale di cui sono stati individuati cospicui resti in località Tor Paterno.