Custodia cerca de 17,000 especímenes entre fardos funerarios, momias, esqueletos, cráneos y partes de esqueletos de diversos periodos cronológicos, que abarcan desde el periodo lítico o de los recolectores (13000-7000 a. C.) hasta el periodo inca (1400-1532 d. C.). Cuenta también con una valiosa colección etnográfica de cabezas reducidas y restos humanos de los periodos colonial y republicano.
Esta colección se formó a principios del siglo XX para agrupar los materiales bioarqueológicos recuperados por Julio C. Tello en sus expediciones científicas en Paracas, Nasca, Marañón y Makatampu; y posteriormente se complementó con proyectos trascendentales de la arqueología andina como Lauricocha, Ancón, Pachacamac, Kuélap, Rinconada Alta, Puruchuco y Machu Picchu.
Actualmente es la colección más grande e importante de restos humanos prehispánicos del país, por lo que es el punto de atención de diversos investigadores nacionales e internacionales para desarrollar investigaciones bioarqueológicas.