Il museo ha sede nel Castello di San Martino della Vaneza. L’allestimento è diviso in due sezioni: una geomorfologica (al piano terra) e una archeologica (al piano superiore). I reperti esposti, provenienti dalle località rivierasche limitrofe o recuperati nell’alveo del fiume, vanno dall’Età del Bronzo all’epoca longobarda. Tra gli oggetti più singolari si segnalano, al pian terreno, due grandi piroghe monossili altomedioevali ricavate da tronchi di quercia databili all’VIII secolo d.C. e rinvenute nel 1972 nel letto del Bacchiglione.
Nella sezione archeologica al piano superiore sono esposte diverse tipologie di reperti raccolti nella piana alluvionale creata dal fiume, tra cui numerosi oggetti dell’Età del Bronzo e del Ferro (pugnali, spade, punte di lancia, reperti ceramici e fittili, ma anche un bronzetto di guerriero a cavallo) e reperti di epoca romana (contenitori da trasporto, manufatti di uso domestico, materiali architettonici), che testimoniano la frequentazione e lo sfruttamento del territorio dalla fine del IV millennio a.C. (Neolitico) sino all’età romana.
Oggetti domestici medioevali, unitamente a una raccolta di carte fluviali e idrografiche del territorio padovano, completano la ricca collezione museale.