La sala de Arqueología da paso a la del Tesoro de la Virgen. Su nombre se ajusta al origen y carácter de los objetos elaborados con materiales ricos como oro, plata y piedras preciosas, entregados a la Virgen de Lluc. Son piezas de órden litúrgico y de adorno de la mujer mallorquina, como joyas y abanicos que se exponen en seis vitrinas empotradas, las joyas, y en dos de vitrinas de armario, los abanicos. 

Esta salita acoge también, al fondo, dos vitrinas que guardan objetos relacionados con el culto. A la izquierda, utensilios sagrados: cálices, copones, relicarios, etc. , y el Lignum Crucis, de la primera mitad del s. XVI. Y a la derecha, piezas de adorno para la Virgen como las coronas ricas para Ella y el Niño, ofrecidas por toda Mallorca en 1884, y las túnicas de terciopelo, bordadas en hilo de oro, regaladas por la reina Isabel II. Los exvotos en tablillas de madera reclaman también nuestra atención por su ternura, hechos como recordatorios por la ayuda pedida a la Virgen de Lluc.

En el centro de la sala, una vitrina con la custodia de plata dorada de Antoni Falconer, de 1499, otra vitrina para la treintena de premios literarios, y una mesa expositor con las ofrendas entregadas por las personalidades de la provincia, como bastones de mando de las autoridades, fajines militares, collares de investidura, etc., y medallas conmemorativas, de hermandad entre diferentes ciudades, deportistas, etc.