Les collections de la Société royale d'archéologie, d'histoire et de paléontologie de Charleroi se sont constituées progressivement depuis la création de l'association. Elles sont le fruit de dons et surtout de fouilles effectuées au fil des ans par les membres.
Récemment, la Société archéologique de Charleroi a hérité de l'ensemble du matériel archéologique issu des fouilles du Cercle d'histoire et d'archéologie de Marcinelle (CHAM), association aujourd'hui disparue ainsi que de dons.
Ces collections sont subdivisées en plusieurs sections :
- Les âges de la Terre : collection de fossiles illustrant les différentes périodes géologiques.
- Section Préhistoire : objets issus des recherches de la Société archéologiques et de dons. Ceux-ci illustrent les différentes phases du Paléolithique, du Mésolithique et du Néolithique.
- Section Âges des métaux : objets de l'âge du Bronze moyen et final et des différentes phases de l'âge du Fer.
- Section Époque gallo-romaine : objets provenant des fouilles de la Société archéologique de Charleroi et du CHAM ainsi que des recherches de Mr Malyster sur le site de Liberchies.
- Section Mérovingienne et Premier Moyen-âge : objets découverts dans les nécropoles mérovingiennes régionales mais aussi de sites d'habitats du Premier Moyen-âge (Gougnies ou Grignard). La section possède aussi des échantillons de mortier prélevés par S. Brigode sur des édifices romans hennuyers.
- Section Second Moyen-âge et période post-médiévale: objets issus de sites d'habitats fouillés anciennement par la Société archéologique (château de Viesville et de Labuissière) ou provenant de sites fouillés par le CHAM (site des Templiers à Loverval, abbaye de Soleilmont).
- Section Objets d'art : il s'agit d'objets illustrant l'histoire de l'art générale et issus d'ateliers belges (culot en bois de Trazegnies, fragment de retable de l'atelier Borman) ou étrangers (plat en laiton estampé de Nüremberg, assiette en céramique des ateliers de la Werra)
- Section grès anciens de Châtelet et Bouffioulx : il s'agit d'une des plus importantes collections de grès anciens issus des ateliers sambriens et illustrant les différentes périodes de production.
- Bibliothèque précieuse : elle regroupe une intéressante collection de livres anciens du 16ème au 19ème siècle.
- Bibliothèque d'archéologie et d'histoire de l'art : cette bibliothèque peut être accessible aux chercheurs et rassemblent des revues et monographies.