El Museo de Calatayud fue creado en 1971 por el antiguo Ministerio de Educación Nacional a partir de la Colección Arqueológica propiedad del Centro de Estudios Bilbilitanos y de los fondos arqueológicos procedentes de las excavaciones del yacimiento romano de Bilbilis, así como de donaciones de particulares. Desde el año 2007 está ubicado en el antiguo Convento de las Carmelitas, edificio del siglo XVII.

El convento, tras su rehabilitación, se integra a la perfección en un singular edificio de nueva factura en el que se exhiben las colecciones museográficas, aunando así, pasado, presente y proyección de futuro. Con ello se ha conseguido un conjunto armónico, de interiores amplios en lo que prima la luminosidad lo que facilita la contemplación y disfrute de la colección permanente, como de las temporales.

El Museo dispone de 2.600 m2 de espacio expositivo, que se distribuyen en tres plantas, sin barreras arquitectónicas, que lo han hecho ganar varios premios de arquitectura. Recientemente se han completado las instalaciones con un nuevo edificio inaugurado en 2010 que amplia notablemente la infraestructura museística.

La colección museográfica actual, está formada por más de 1.500 fondos expuestos, los cuales son básicamente arqueológicos, desde la prehistoria hasta la actualidad, dada la dilatada historia de Calatayud. Estos fondos son el resultado, tanto de excavaciones arqueológicas en el municipio de Calatayud, cuya representación principal es Bilbilis, como de la importante Colección del Conde de Samitier, destacando el depósito de la colección numismática de la Asociación Bilbilis centrada en las acuñaciones monetales emitidas por Bilbilis a lo largo de su historia.

De entre los fondos expuestos hay que subrayar la sección escultórica, destacando el retrato del emperador Augusto, del que tan sólo se conocen otros tres ejemplares en España, otro de Tiberio y varios torsos de miembros de la dinastía julio-claudia, uno de la emperatriz Livia y otro posiblemente del mismo Augusto, salidos todos ellos de talleres imperiales.