Многобройните селища, възникнали в региона на Стара Загора още през новокаменната епоха (VІ хил. пр. Хр.), пет от които днес се намират в чертите на съвременния град, са свидетелство, че мястото, на което е разположена Стара Загора е било избрано и населено преди повече от 8000 години.

Западно и недалеч от центъра на днешния град е възникнало значително праисторическо поселение, обитавано в продължение на три хилядолетия – през новокаменната, каменномедната и бронзовата епоха (VI-III хил. пр. Хр.). При археологически разкопки, на неговата територия са разкрити останки от двуетажна къща от ранния неолит – средата на VI хил. пр. Хр. Тя е една от най-добре запазените и с най-богат инвентар двуетажна жилищна постройка в Европа от този период.  Консервирана е и съхранена «in situ» в специална защитна сграда. Къщата е с размери 10 х 5,80 м. и е била висока 7 м. Изградена е от конструкция от забити в земята дървени колове, преплетени с пръти, която била обмазана с глина, премесена със слама.

В сутерена на музейната сграда е разположена експозицията „Праисторическото изкуство в Старозагорско“. В нея се представени прекрасни шедьоври на керамични съдове, култова пластика, накити и оръдия на труда.

Музей “ Неолитни жилища“ е уникален археологически паметник, който разкрива важни страни от живота на най-древните земеделско-животновъдни общности, обитавали нашите земи  и създали първата Европейска цивилизация.

Музеен обект на Регионален исторически музей – Стара Загора.