Das neue Archäologische Museum von Olympia mit seinen unbezahlbaren Exponaten wurde vom Architekten Patroklos Karatinos entworfen und zwischen 1966 und 1975 erbaut. Es zeigt die lange geschichtliche Entwicklung des Heiligtums des Zeus anhand wichtiger Funde, die mit modernen museologischen Ansätzen präsentiert werden.
Die Dauerausstellung des Museums ist in einem Raum mit einem Vestibül und zwölf Sälen untergebracht, die chronologisch und thematisch gegliedert sind und Gegenstände umfassen, die durch Ausgrabungen ans Licht gebracht wurden und von der Vorgeschichte bis in die frühchristliche Zeit zurückreichen.
Zu den bedeutendsten Exponaten gehören der berühmte Merkur des Praxiteles, die Nike des Paionios, der tönerne Umhang des Heraion und der plastische Schmuck des Zeustempels. Ebenfalls herausragend sind die Skulpturenausstellung, die dem Museum seinen Ruhm verleiht, die Sammlung von Bronzeobjekten, eine der umfangreichsten der Welt, bestehend aus Waffen, Figuren und anderen Objekten, aber auch die besonderen Kreationen der großen Töpfer.
Der Gebäudekomplex des Museums verfügt über zusätzliche Neben- und Lagerräume sowie über Werkstätten für die Konservierung der Objekte, Mosaike und kleineren Funde.
