המוזיאון שוכן בשני אולמות הנמצאים באמבולטריום (מסדרון כניסה) ההיסטורי של התיאטרון, שלא השתנה מאז התקופה הרומית ועד ימינו. מאז שלהי התקופה העות'מאנית שימש המסדרון לצרכים שונים ובהם אורווה, כפי שמעידים האבוסים וטבעות הקשירה של הסוסים שנותרו במקום.
באולם הראשון, בתוך חצי כדור שקוף, נמצא שחזור של שוני, הממחיש היטב את המבנים שהיו באתר בתקופה הרומית. המוזיאון מציג כלים שנמצאו בחפירות האתר, חפצי נוי יפים, כלי זכוכית מעודנים, בקבוקי שמנים ובשמים, אוסף מקטרות ונרות שמן, כלי רפואה וסכין ניתוח. לסכין המנתחים מצטרף ממצא מעניין בדמותו של נחש מברונזה. הנחש סימל בעולם העתיק (וגם בימינו)
את הרפואה.
ממצא מרשים ביותר הוא פסל שיש המתאר את פוסידון/נפטון, אל הימים והאגמים, שפולחנו נערך כפי הנראה במעיינות שוני. ממצאים מרשימים נוספים הם כלי משחק ובהם קוביות, מטבעות במצב השתמרות מצוין ופסלון ברונזה המתאר חזיר, הוא סמל הלגיון הרומי העשירי.
בקצה המוזיאון מוצג מטבע ברונזה שאמנם אינו קדום, אך סיפורו מרתק. את המטבע הנפיק הברון רוטשילד בשנת 1895, שלוש שנים לאחר ייסוד המושבה זיכרון יעקב. זה היה מטבע ששימש את אנשי המושבה בלבד. נציג הברון, יהודה וורמזר, הכין את המטבעות והברון ערב להם בסכום של 30,000 פרנקים זהב. המטבעות הונפקו בערכים של 1, 1/4 ו-1/2, ללא ציון שם המטבע ובתוספת הכיתוב "זכרון יעקב", כדי שלא לעבור על חוקי האוצר העות'מאני. למרות זאת, בעקבות התנגדות הממשל הוצאו המטבעות מהמחזור.