Le site archéologique de Saint-Romain-en-Gal constitue l'un des plus grands ensembles consacrés à la civilisation gallo-romaine en France. Le musée est situé au cœur d'un parc culturel de 7 hectares qui fait revivre ce quartier résidentiel de Vienne.

On y retrouve les thermes, ateliers, habitations, boutiques mis à jour depuis 1967. Le musée s'organise autour de quatre espaces : l'histoire de la Vienne antique, l'économie et l'artisanat, la mosaïque, et la vie quotidienne dans la maison romaine. L'atelier de restauration chargé de la conservation des mosaïques est aujourd'hui reconnu au plan international pour la qualité de ses travaux.