Les trois premières vitrines du rez-de-chaussée sont dédiées au Néolithique.
Le Néolithique est une période de la Préhistoire marquée par l’apparition de l’agriculture et de l’élevage. En Sardaigne, il s’étend approximativement de 6 000 à 2 800 avant J.-C. et voit se succéder les cultures de la céramique cardiale, de Bonu Ighinu et d’Ozieri.
La première vitrine présente des objets liés à la culture de la céramique cardiale, datée en Sardaigne entre 6 000 et 4 000 avant J.-C. Sous le numéro 4 se trouve un exemple de céramique cardiale. Son nom dérive du coquillage Cardium edule, dont le bord était utilisé pour imprimer des motifs décoratifs sur l’argile avant la cuisson. Les numéros 2 et 3 correspondent aux plus anciennes pointes de flèches et de harpons en obsidienne, une roche volcanique provenant du Monte Arci, dans la province d’Oristano. Il s’agit d’éclats façonnés afin d’obtenir des tranchants, puis fixés sur des hampes en bois et utilisés pour la chasse. Parmi les animaux les plus fréquemment chassés figurait un lagomorphe aujourd’hui disparu, le Prolagus sardus, dont on peut voir des fragments de crâne sous le numéro 5.
Sous le numéro 7 est exposée la Vénus de Macomer, une idole féminine en pierre au visage animal, que certains chercheurs attribuent à la fin du Paléolithique. Pour le Néolithique moyen, correspondant en Sardaigne à la culture de Bonu Ighinu, datée entre 4 000 et 3 400 avant J.-C., outre les céramiques exposées sous les numéros 18, 19, 21, on peut observer les statuettes numérotées de 10 à 15 et 17. Elles représentent une divinité aux formes pleines et généreuses, la déesse-mère dite de type volumétrique-naturaliste, interprétée comme un symbole de fertilité et de renaissance.
