Mozaik koleksiyonu zenginliği yönünden dünyada ikinci, para koleksiyonu yönünden ise üçüncü sırada yer alır. Harbiye, Antakya, Çevlik, ve İskenderun'da yapılan kazılarda bulunan çeşitli süs eşyaları, heykeller, mezarlar sergilenen eserler arasındadır. 1932-1939 yıllarında Princeton Üniversitesinin yaptığı araştırmalarla müzenin esas zenginliğini oluşturan mozaikler ortaya çıkartılmıştır. Bu zenginlikler, merkezi Antakyada olmak üzere Harbiye, Narlıca, Güzelburç, Samandağ ve çevresinde yapılan kazılar sonucu çıkartılan ve koleksiyonu tamamlayan mozaiklerdir. Kazılarda çıkan eserlerin tek yerde toplanması için başlayan çalışmanın ardından 1939 yılında tamamlanan Hatay Arkeoloji Müzesi, 23 Temmuz 1948 yılında Hatayın Anavatana katılışının 10. yılında ziyaretçilere açılmıştır. 2011 yılı itibarıyla toplam eser sayısı 35.433.
Mevcut müze binasının ihtiyaçları karşılayamaması ve zengin koleksiyonun daha iyi sergilenmesi amacıyla; Hatayda yeni bir Arkeoloji Müzesinin yapımı planlanmış, temeli 26 Mayıs 2011 tarihinde atılan yeni müze binası 28 Aralık 2014 tarihinde açılmıştır. Hatayın ilk çağlardan, ortaçağa kadar çeşitli kültürlere tanıklık eden yapısının korunduğu, araştırıldığı, yorumlandığı, herkesin dikkatine ve beğenisine sunulduğu, yeni müzecilik anlayışının tüm gerekliliklerini kapsayan Yeni Hatay Arkeoloji Müzesi yeni binasının açılması ile birlikte dünyanın ikinci büyük mozaik sergileme alanına sahip müzesi niteliği kazanmıştır.