Το Αρχαιολογικό Μουσείο της Μυκόνου ανεγέρθηκε το 1902. Το Μουσείο δημιουργήθηκε κυρίως για να διατηρήσει τα απομεινάρια που ανασύρθηκαν από τον λάκκο του εξαγνισμού, ο οποίος χρονολογείται στο 426-425 π.Χ. Ο λάκκος αυτός αποκαλύφθηκε το έτος 1898 από τον διάσημο μελετητή Δ. Σταυρόπουλο από το γραφικό νησάκι της Ρήνειας. Το κομψό αρχιτεκτονικό στοιχείο του μουσείου σχεδιάστηκε από τον διάσημο αρχιτέκτονα Αλέξανδρο Λυκάκη. Η ιδέα της κατασκευής του κτιρίου που στεγάζει το μουσείο γεννήθηκε από το Υπουργείο Παιδείας σε συνεργασία με την Αρχαιολογική Εταιρεία Αθηνών. Αξιοσημείωτη από την παρουσία της είναι και η συλλογή αγγείων που ανήκουν στην ελληνιστική περίοδο. Ένα από τα κύρια αξιοθέατα του μουσείου είναι ο μάλλον καλλιτεχνικά φτιαγμένος πίθος που απεικονίζει με επιδεξιότητα σκηνές από την κατάληψη της Τροίας. Αυτός ο αξιοσημείωτος πίθος αποκαλύφθηκε το έτος 1961, ενώ οι εκσκαφείς έσκαβαν ένα πηγάδι στη Μύκονο.
Ο πίθος απεικονίζει καλλιτεχνικά την πτώση του τρωικού στρατού από το πεμπτουσίαστο ξύλινο άλογο. Το σώμα του πίθου περικλείεται από πίνακες που απεικονίζουν στρατιώτες να προχωρούν σε επίθεση εναντίον αθώων γυναικών και παιδιών. Οι μελετητές πιστεύουν ότι ο πίθος χρονολογείται από τον 7ο αιώνα π.Χ. Υπάρχει επίσης ο ογκώδης αρχαϊκός αμφορέας που είναι εμφανής με περίτεχνα σχεδιασμένο διάκοσμο. Ιδιαίτερη σημασία έχει ένα άγαλμα με μια σφίγγα στο λαιμό και ένα κεφάλι αλόγου στο σώμα.
Ξεχωρίζει επίσης με την παρουσία της η επιτύμβια στήλη του Γλύκου η οποία ανακαλύφθηκε τυχαία στη θάλασσα. Το θύμα εικονίζεται καθισμένο στα βράχια, με οδυνηρή και σκεπτόμενη διάθεση να κοιτάζει με κενό βλέμμα προς την πλώρη του πλοίου. Στο βάθρο υπάρχει επιγραφή με τα εξής λόγια: Γλύκων, γιος του Πρωτογένη, ενάρετος, καλή σου τύχη. Αυτή η επιτύμβια στήλη είναι μία από τις ανεκτίμητες συλλογές του μουσείου.
Εκτός από την επιτύμβια στήλη του Γλύκωνα, υπάρχει και η επιτύμβια στήλη της Tertia Horaria. Η νεκρή γυναίκα εικονίζεται καθιστή και τείνει το χέρι που την αποχαιρετά στον σύζυγό της, ο οποίος είναι τοποθετημένος ακριβώς μπροστά. Υπάρχει επίσης η εικόνα ενός παιδιού σκλάβου με το δοχείο με τα κοσμήματα της νεκρής κυρίας της. Αυτή η επιτύμβια στήλη ήταν τοποθετημένη πάνω σε μια μαρμάρινη σαρκοφάγο με την επιγραφή Tertia Horaria γραμμένη πάνω της στο φημισμένο ελληνιστικό νεκροταφείο που βρίσκεται στη Ρήνεια. Πιστεύεται ότι ανήκει στον 2ο αιώνα π.Χ.
Υπάρχει επίσης το άγαλμα του Ηρακλή από τη Ρήνεια. Αυτό το ανεκτίμητης αξίας άγαλμα βρέθηκε το 1899 μέσα σε ασφαλή παράδεισο του Ηρακλή. Ο γενναίος άνδρας απεικονίζεται γυμνός και κρατάει στο αριστερό του χέρι ένα ρόπαλο και ένα δέρμα λιονταριού. Αυτό το εξαίσιο άγαλμα είναι κατασκευασμένο από την καλύτερη ποικιλία παριανού μαρμάρου και πιστεύεται ότι ανήκει στον 2ο αιώνα. Το κατεξοχήν κυκλαδίτικο τηγάνι με τον περίπλοκο διάκοσμο που περιλαμβάνει γυναικεία γεννητικά όργανα στο κάτω μέρος του, ανακαλύφθηκε από τάφο της Μυκόνου και πιστεύεται ότι ανήκει στην πρώιμη κυκλαδική εποχή.
Ένα από τα πιο γνωστά αντικείμενα του μουσείου είναι η αρχαϊκή υδρία που είναι διακοσμημένη με περίτεχνα σχεδιασμένο φυτικό μοτίβο και εικόνες αλόγων. Είναι ένα μόνο από τα πολλά αγγεία που αποκαλύφθηκαν από τον λάκκο του Καθαρισμού. Αξίζει επίσης να ρίξετε μια ματιά στη θαυμάσια ερυθρόμορφη υδρία, η οποία διακρίνεται από το ανάστημα μιας ιπτάμενης Νίκης. Ένα ελάφι φαίνεται να τρέχει προς την αριστερή πλευρά.
Ο αρχαίος ελληνικός πολιτισμός ήταν γνωστό ότι χρησιμοποιούσε τον πηλό για να δίνει σχήμα σε καλλιτεχνικές μορφές. Στο Αρχαιολογικό Μουσείο της Μυκόνου εκτίθεται ένα υπέροχο πήλινο ειδώλιο μιας όμορφης γυναίκας που απεικονίζεται να φοράει το παραδοσιακό χιτώνα και τον ιμάτιο. Αυτό το σπάνιο πήλινο ειδώλιο ανακαλύφθηκε στη Ρήνεια και χρονολογείται στον 2ο αιώνα. Επίσης, ξεχωρίζει από την παρουσία του το άγαλμα ενός νεκρού άνδρα που φοράει το παραδοσιακό ένδυμα. Όπως και το πήλινο ειδώλιο της όμορφης γυναίκας, έτσι και αυτό το άγαλμα του νεκρού άνδρα αποκαλύφθηκε από την τοποθεσία της ελληνιστικής Ρήνειας.