Το Αρχαιολογικό Μουσείο Καστελλόριζου στεγάζεται από το 1984 στο "Κονάκι" που αποτελεί τμήμα του μεσαιωνικού Κάστρου του Αγ. Νικολάου. Βρίσκεται στη συνοικία "Κάβος" και πρόκειται για διώροφο κτίσμα, του οποίου το ισόγειο ανάγεται στα χρόνια της Ιπποτοκρατίας, ενώ ο όροφος αποτελεί προσθήκη του 19ου αι., εποχή Τουρκοκρατίας.

Στο ισόγειο διαμορφώνονται τρεις χώροι, από τους οποίους ο πρώτος προς δυτικά περιλαμβάνει γλυπτά παλαιοχριστιανικής περιόδου (κιονόκρανα, πεσσίσκοι τέμπλου), ο μεσαίος λίθινες άγκυρες και αμφορείς που περισυνελέγησαν από την θάλασσα και στο τρίτο εκτίθεται μορφή δύτη με στολή και τα εξαρτήματα του σκαφάνδρου.

Ο όροφος αποτελείται από τέσσερις αίθουσες. Στην πρώτη προς τα δυτικά εκτίθενται ευρήματα από την αρχαία Μεγίστη (όπως επιγραφές, επιτύμβιες στήλες, ανάγλυφα λυκιακού τύπου, βωμίσκοι, αγγεία και όστρακα, λυχνάρια, αμφορείς, ενσφράγιστες λαβές αμφορέων, κορμός μαρμάρινου αγάλματος Υγείας, και απότμημα ρωμαϊκής σαρκοφάγου).

Στη δεύτερη, εκτός από ελάχιστα δείγματα παλαιοχριστιανικής γλυπτικής, εκτίθενται βυζαντινό νόμισμα-κόσμημα, εικονίδιο από στεατίτη με παράσταση Αγ. Δημητρίου και γραφική αναπαράσταση του κάστρου του Αγ. Νικολάου προβάλλοντας τα εφυαλωμένα πινάκια του ναυαγίου στο ακρωτήριο "Αφρός" (12ος-13ος αι.), καθώς και κείμενα περιηγητών.

Στην τρίτη αίθουσα εκτίθενται οι αποτοιχισμένες τοιχογραφίες του Αγ. Νικολάου (17ος αι.), φορητές εικόνες, αντικείμενα μικροτεχνίας, σχέδια και φωτογραφίες μεταβυζαντινών μνημείων του νησιού.

Η 4η αίθουσα είναι αφιερωμένη στη λαογραφία. Εκτίθενται παραδοσιακές στολές, κεντήματα, κεραμική, είδη λαϊκής τέχνης και στο δυτικό τμήμα γίνεται αναπαράσταση της κουζίνας του λαϊκού σπιτιού του νησιού.