O acervo arqueológico composto por artefatos provenientes do entorno de Tiwanaku na Bolívia, foi reunido pelo Prof. Hochleitner durante o ano de 1959, quando recebeu uma bolsa da Organização Internacional do Trabalho para implementação de um curso de formação tecnológica para a população carente na região. Interessado pelas culturas pré-colombianas desde a adolescência, Hochleitner vislumbrou durante sua estada nos Andes, a possibilidade de aplicar seus conhecimentos adquiridos na Academia de Guerra na Áustria para traduzir e interpretar os ideogramas de um dos mais importantes monumentos da Bolívia, a Porta do Sol de Tiwanaku (Hochleitner 1959). Seu trabalho alcançou grande repercussão e reconhecimento dos altos escalões de intelectuais bolivianos e de representantes de missões estrangeiras de arqueologia que se encontravam em campo. Sua inclusão meteórica no meio acadêmico boliviano lhe rendeu diversas homenagens, culminando com uma menção honrosa junto aos pesquisadores de Tiwanaku no Museu Regional da Bolívia. O reconhecimento por suas descobertas lhe possibilitou também a aquisição de uma permissão oficial para acompanhar as pesquisas arqueológicas do então Ministro da Educação e Belas Artes, Carlos Ponce Sanginés. A equipe contava ainda com os arqueólogos Gregório Cordeiro Miranda, Luis Girauld e Maks F. Portugal, o químico Raul González e o topógrafo Waldo Parra Velasco entre outros. Hochleitner passou então a ser Membro Correspondente do Centro de Investigações Arqueológicas de Tiwanaku.
Contudo, a coleção boliviana que ora compõe o acervo do SAEA é formada por artefatos provenientes de doações de seus alunos do curso técnico implantado na região. Entre os mais significativos estão os crânios intencionalmente deformados que supostamente teriam pertencido a integrantes de ordens sacerdotais ou guerreiras, e dez artefatos confeccionados em cobre e zinco. Trata-se de pingentes e instrumentos cirúrgicos para trepanação, uma prática muito comum das culturas andinas. Por fim, estão incluídas também as vasilhas de cerâmica que variam em datação de 500 a 2000 anos antes do presente.
Além do material pré-colombiano a coleção Hochleitner é formada por diversos artefatos líticos e fósseis encontrados nas proximidades de Juiz de Fora e doados à Universidade. Os mais significativos são as pontas de flechas de quartzo, turmalina e feldspato, bem como as machadinhas confeccionadas em granito, xisto e quartzo. Ao todo, a coleção doada pelo Prof. Hochleitner conta com cerca de quarenta exemplares de culturas e origens diversas, muitas delas não identificadas, além de um pequeno número representativo de minerais da região. Também digno de menção é o número de peças que compõem a coleção didática, que conta com uma grande diversidade de réplicas de imagens pré-colombianas e fósseis humanos, confeccionadas por Márcia Zacaron e doadas pelo Padre Leopoldo Krieger.
Outra coleção recentemente adquirida é a do Sr. Francisco de Vasconcellos, Bacharel em Direito pela Universidade do Estado da Guanabara. A coleção é composta por fósseis ictios de diversos pontos do Brasil, carapaças de moluscos, fragmentos de cerâmica arqueológica do Brasil e do Peru, bem como artefatos líticos do Brasil e África.
Compondo ainda o acervo arqueológico estão os artefatos líticos e em cerâmica, oriundos das escavações realizadas pela equipe de Arqueologia do Museu nos sítios da Zona da Mata Mineira. Esta coleção conta hoje com cerca de 25.000 fragmentos de vasilhas representativas da variedade tecnológica e de tratamento de superfície típicos da tradição Tupiguarani em Minas Gerais. Significativos são também os polidores em cerâmica, as peças_modeladas e um adorno em amazonita, estes últimos oriundos do Sítio Primavera em São João Nepomuceno.