Станом на 2016 р. у фондах зберігається більше, ніж півтори тисячі колекцій. Значний обсяг матеріалів передбачає структуру фондів, побудовану за хронологічно-тематичним принципом і підпорядковану меті зберігання, систематизації та ефективного використання інформаційних можливостей археологічних артефактів. Упроваджена систематика колекцій забезпечує оптимальні умови для їх зберігання та обліку, передбачає врахування регіонального розподілу пам’яток у межах країни і надає первинну інформацію про хронологію та культурну атрибуцію матеріалів і комплексів.
Відповідно до специфіки матеріалу виготовлення, хронології та виду польових досліджень колекції поділяються на 6 розділів:

У І розділі (спецсховище) зосереджено особливу категорію археологічних знахідок — вироби з дорогоцінних металів і каміння та нумізматичні колекції. Значна кількість таких матеріалів почала з’являтися в 70-і рр. завдяки масштабним новобудовним експедиціям Інституту. До 90-х рр. унікальні предмети з дорогоцінних металів, здобуті під час польових досліджень, передавали до Музею історичних коштовностей України (філія Національного музею історії України), де вони стали основою археологічної експозиції. Зрештою, в наукових фондах Інституту було створено підрозділ, що відповідає умовам зберігання раритетів з дорогоцінних металів: специфічна система обліку за зберігання цієї особливої категорії знахідок, дотримання певного вологісно-температурного, світлового та біологічного режимів, а також забезпечення заходів охорони такого типу колекцій. Матеріали, що зберігаються в спецсховищі, активно використовуються для створення різноманітних виставок та експозицій.

У ІІ розділі наукових фондів зосереджено колекції первісної доби, матеріали яких відносяться до широкого хронологічного діапазону від палеоліту до фіналу бронзового віку. Колекції систематизовано за хронологічно-культурними підрозділами: палеоліт, мезоліт, неоліт, енеоліт і окремо трипільська культура, бронзовий вік. Також враховано географічно-зональне та адміністративно-територіальне розміщення пам’яток. Переважна більшість матеріалів отримана в процесі розкопок поселень і могильників, частина — в результаті розвідок, є й випадкові знахідки з території України.
Значна кількість колекцій цього розділу походить з розкопок багатошарових пам’яток, через що включає матеріали різних хронологічних горизонтів, зокрема й такі, що виходять за межі первісності. Інформація про подібні особливості міститься в документації на колекції.

Розділ ІІІ фондів складається з двох підрозділів — колекцій пам’яток доби раннього заліза та синхронних пам’яток античних держав Північного Причорномор’я.
Доба раннього заліза представлена матеріалами з розкопок поселень, курганних та ґрунтових могильників, а також випадкових знахідок ряду археологічних культур: висоцької, кіммерійської, чорноліської, милоградської, кизил-кобинської, ранньоскіфської, скіфської, пізньоскіфської, сарматської.
В античному підрозділі зберігаються матеріали колекцій з розкопок городищ, поселень, некрополів античних міст Північного Причорномор’я: Березань, Ольвія, Тіра, Боспор, а також пам’яток негрецького населення, що мешкало на території античних держав. Хронологічні межі колекцій цього підрозділу охоплюють весь період існування античних міст — від архаїчного до пізньої античності (VI в. до н. е. – V в. н.е. ). Систематизацію античних колекцій проведено за державно-територіальним принципом, надалі розміщення колекцій проведено відповідно рокам досліджень.

У IV розділі фондів сконцентровано колекції доби ранніх слов’ян, Київської Русі, розвиненого середньовіччя, нового та новітнього часу з розкопок пам’яток від рубежу ер до нашого часу практично всієї території України.
У розділі зберігаються колекції всіх археологічних культур І–ІІ тис. (зокрема й епонімних пам’яток): зарубинецької, поєнешть-лукашівської, зубрицької, київської, черняхівської, празької, пеньківської, типу Лука-Райковецька, волинцевської, салтівської та ін.
Значний масив колекцій переддержавного та києво-руського часу включає матеріали з розкопок літописних міст та численних безіменних городищ, неукріплених поселень та могильників. Окреме місце в розділі займають матеріали з розкопок давнього Києва. Вони представляють дослідження дитинця, ремісничо-торгових посадів та околиць міста. Ці колекції, окрім старожитностей домонгольського періоду, включають матеріали і післямонгольські, а також нового та новітнього часу до XX ст. включно.

В окремий розділ V виділено матеріали новобудовних експедицій. Необхідність проведення масштабних археологічних досліджень у зонах спорудження електростанцій, каналів, водосховищ, зрошувальних систем спричинила організацію в повоєнні роки новобудовних експедицій Інституту, до яких було залучено багато науковців і з інших установ: музеїв, навчальних закладів, товариств. Завдяки цим масштабним роботам отримано значний різноманітний матеріал, який становить цінну та широку в часовому аспекті джерелознавчу базу. Основна частина знахідок зберігається у фондах Інституту. Основу розділу новобудовних експедицій становлять колекції з курганних могильників від енеоліту до середньовіччя. Територіально вони охоплюють здебільшого південні та південно-східні регіони України: Миколаївську, Одеську, Херсонську, Донецьку, Луганську, Дніпропетровську, Запорізьку області, а також Крим. Матеріали досліджень багатошарових пам’яток розміщені у відповідних розділах фондів (ІІ–IV).

До VI розділу ввійшли колекції всіх хронологічних періодів, сформовані за матеріалами розвідок майже в усіх регіонах України, а також колекції, що повністю або частково складаються з матеріалів досліджень пам’яток на території Росії (Курська та Воронезька області), Білорусі і Молдови. Початок збору колекцій VI розділу припадає на 20–30-і рр., але переважна більшість їх сформована в результаті досліджень другої половини ХХ — початку ХХІ ст., зокрема в 50–60-і рр. під час спорудження гідроелектростанцій, водосховищ, водоканалів. Значна кількість археологічних пам’яток, досліджених тоді, зруйнована або затоплена і недоступна дослідникам для повторного обстеження, що й визначає цінність відповідних колекцій.