Το Αρχαιολογικό Μουσείο Χαλκίδας στεγάζεται σε κτίριο των αρχών του 20ου αι. και συγκεντρώνει ευρήματα από όλη την Εύβοια. Η βάση του νεοκλασικού κτιριού διαθέτει λαξευτή τοιχοποιία κατά το πολυγωνικό σύστημα, ενώ οι γωνίες του ενισχύονται επίσης με λαξευτή τοιχοποιία. Πάνω από την κύρια είσοδο του κτιρίου ανοίγεται αέτωμα και είναι κεραμοσκέπταστο. Το κτίριο διαθέτει μεγάλη αυλή και τρεις αίθουσες, όπου παρουσιάζονται τα εκθέματα. Το κτίριο ανήκει στο ελληνικό κράτος και διαμορφώθηκε κατάλληλα για να φιλοξενήσει τις ευβοϊκές αρχαιότητες.

Τα εκθέματα του Μουσείου τοποθετούνται χρονολογικά από την Παλαιολιθική μέχρι και την Ύστερη Ρωμαϊκή Εποχή και προέρχονται από ανασκαφές στην Εύβοια. Η έκθεση του Μουσείου διαθέτει συλλογές με ευρήματα από τον οικισμό και το νεκροταφείο της Μάνικας (2800 - 1900 π.Χ.), μυκηναϊκή κεραμική και ειδώλια, συλλογή Οικονόμου με ευβοϊκή, βοιωτική κεραμική και κοροπλαστική, συλλογή κλασικών και ελληνιστικών νομισμάτων από τη Χαλκίδα, Ερέτρια και την Κάρυστο, ρωμαϊκά αναθηματικά γλυπτά από τη Χαλκίδα και την Αιδηψό, επιτύμβια μνημεία από τη Χαλκίδα, τη νέα Λάμψακο και τιμητικά ψηφίσματα. Στην αυλή του Μουσείου περιέχονται ψηφίσματα, επιτύμβια μνημεία και ρωμαϊκά γλυπτά. Από τα εκθέματα ξεχωρίζουν ένα καθισμένο γυναικείο άγαλμα του 4ου αι. π.Χ., μαρμάρινη επιτύμβια στήλη με παράσταση νέου και σκύλου (β' τέταρτο 4ου αι. π.Χ.), αναθηματική στήλη με παράσταση Πλούτωνα και Διονύσου (μέσα του 4ου αι. π.Χ.), άγαλμα του Αντίνοου (2ος αι. μ.Χ.), ακέφαλο άγαλμα Απόλλωνα ή Διονύσου (ρωμαϊκό αντίγραφο), γυναικείο άγαλμα Ελληνιστικής Εποχής και δυο κεφάλια κούρων Αρχαϊκής Εποχής.

Ο επισκέπτης ξεκινά την περιήγηση στο Μουσείο από τον αύλειο χώρο, όπου συναντά ταφικά μνημεία. Σε μία στοά (Στοά Α) εκτίθενται ψηφίσματα, αναθηματικές και αγωνιστικές επιγραφές. Στην πορεία του προς τις τρεις αίθουσες απαντά μια ημιυκλική εξέδρα με τιμητικά ψηφίσματα. Η κεντρική αυλή του Μουσείου περιέχει αρχιτεκτονικά μέλη από την πόλη της Χαλκίδας. Η επόμενη στάση πριν την είσοδό του στις αίθουσες είναι στη Στοά Β, όπου μπορεί να δει επιγραφές και αγάλματα της Ρωμαϊκής Εποχής. Από το σύνολο των γλυπτών αυτών ξεχωρίζουν ένα άγαλμα της Δήμητρας ή Κυβέλης, το οποίο χρονολογείται στον 4ο αι. π.Χ. και τρεις προτομές αλόγων της Υστεροκλασικής Εποχής.

Στις τρεις αίθουσες του Μουσείου τα εκθέματα της Μόνιμης Έκθεσης έχουν ταξινομηθεί χρονολογικά, ώστε να μπορεί ο επισκέπτης να λάβει μια συνολική εικόνα για την αρχαία Εύβοια. Στην πρώτη αίθουσα παρουσιάζονται παλαιολιθικά εργαλεία και νεολιθική κεραμική από διάφορες περιοχές της Εύβοιας, κεραμική από τη Μάνικα (2800 - 1900 π.Χ.) και από το Αλιβέρι (1900 - 1650 π.Χ.), πρωτογεωμετρική και γεωμετρική κεραμική από τη Χαλκίδα (1050 - 700 π.Χ.), καθώς και αντικείμενα μικροτεχνίας αλλά και κυκλαδικά αγγεία και απομιμήσεις τέτοιων από ευβοϊκά εργαστήρια προϊδεάζουν τον επισκέπτη για την πρώιμη τέχνη στην Εύβοια.

Στη δεύτερη αίθουσα ο επισκέπτης έρχεται αντιμέτωπος με τη μικροτεχνία, κοροπλαστική, πλαστική και κεραμική από την Αρχαϊκή μέχρι και τη Ρωμαϊκή Εποχή. Ξεχωρίζουν ιδιαίτερα δυο κεφάλια κούρων (μέσα του 6ου αι. π.Χ.), κορμοί δυο κούρων από την περιοχή της Χαλκίδας και της Ερέτριας (τέλη 6ου αι. π.Χ.), τρία γυναικεία αγάλματα αφιερωμένα στην Άρτεμη (4ος αι. π.Χ.), καθώς και επιτύμβιες στήλες Κλασικής Εποχής και ένα αναθηματικό ανάγλυφο με τον Πλούτωνα και το Διόνυσο (4ος αι. π.Χ.)

Η Τρίτη αίθουσα είναι αφιερωμένη αποκλειστικά στη μεγάλη πλαστική. Αγάλματα του Διονύσου ή του Απόλλωνα (1ος αι. π.Χ.), του Πολυδευκίονα, μαθητή του Ηρώδη του Αττικού (2ος αι. μ.Χ.), στήλη με θυσία από τη Λάρυμνα της Βοιωτίας και μία άλλη με παράσταση του Διονύσου, αλλά και ένας χάλκινος τρίποδας με αφιέρωση στον Απόλλωνα δίνουν μια άλλη διάσταση στο Μουσείο και προσφέρουν σημαντικά στοιχεία για την εξέλιξη της τέχνης στην Εύβοια, ενός νησιού που έπαιξε ιδιαίτερο ρόλο στα πολιτικά και ιστορικά δρώμενα του ελλαδικού χώρου. Το Αρχαιολογικό Μουσείο Χαλκίδας εποπτέυεται από την ΙΑ' Εφορεία Πορϊστορικών και Κλασικών Εφορεία.