Музеят е създаден през 1979г. Неолитните жилища представляват два едностайни дома под един покрив (къща-близнак). Построени са на слъчевия източен склон на хълм, в близост до малък извор на прясна вода. Изградени са от дървени колове, преплетени с тънки пръти, обмазани със смес от глина и слама. Пожар е изпекъл глината, но това е съхранило през хилядолетията богат инвентар и покъщнина - стотици керамични съдове, камъни за мелене на жито, масичка, запаси от пшеница, ечемик, фий, леща и др. Музеят „Неолитни жилища” е музей „in situ”, което означава, че е построен върху самата археологическа находка, за да предпазва откритието.

В сутерена на музея е разположена постоянна експозиция "Праисторическото изкуство в Старозагорско". Изложени са най-добрите образци, открити при местните археологически проучвания - глинени съдове, накити и култова пластика. Уникален експонат в музея е златна гривна (5-то хил. пр. н. е.), открита в Берекетската могила. Гривната е един от най-старите златни накити в света и е от същия период, от който са златните съкровища, намерени край с. Хотница (община Велико Търново) и в Дуранкулашкия (с. Дуранкулак, Добричко) и Варненския некропол - свидетели на цивилизация, по-стара от тази на Месопотамия и Египет с поне хиляда години.