Nell’ambito dell’archeologia preistorica, il Museo stesso organizza periodicamente, in collaborazione con il Centro Studi di Preistoria e Archeologia di Milano, i convegni di “Preistoria e Protostoria in Etruria” e mantiene una fitta rete di collaborazioni con Università, italiane e straniere, e altri Istituti di ricerca quali il Consiglio Nazionale delle Ricerche. Il personale scientifico del museo, inoltre, ha preso parte e partecipa a numerosi progetti di indagine archeologica non solo di ambito territoriale; fra i più importanti si ricordano: gli scavi nella Chiesa di Santa Maria a Valentano e nel sito protostorico del Vallone all’interno della Caldera di Latera; gli scavi nei livelli dell’Età del Bronzo della Grotta delle Nottole di Fondarca (Cagli, Pesaro-Urbino) in collaborazione con l’Università degli Studi della Tuscia e le annuali campagne di indagine, in corso, nel sito produttivo della prima età del ferro di Duna Feniglia-Sede Forestale (Orbetello, Grosseto) in collaborazione con il Centro Studi di Preistoria e Archeologia di Milano. Grazie al protocollo d’intesa siglato nel 2019 con l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare – Laboratori Nazionale di Frascati (RM), è attualmente è in corso un progetto di ricerca dedicato allo studio della metallurgia antica attraverso indagini non distruttive con la tecnica della spettrofotometria XRF (fluorescenza di raggi X) su reperti in metallo da contesti archeologici.