La Sezione di Preistoria svolge studi sulla storia del popolamento alpino, investigando la trasformazione diacronica del paesaggio quale prodotto dell’interazione tra componenti geologiche, biologiche e culturali del territorio. 

Le attività di ricerca si concentrano su alcune fasi critiche del popolamento e della transizione biologica e culturale umana: la diffusione neandertaliana, l’affermazione degli uomini anatomicamente moderni, la colonizzazione dell’arco alpino alla fine dell’ultimo ciclo glaciale, l’adattamento dei cacciatori mesolitici alle trasformazioni del territorio alpino durante l’Olocene e la mobilità di gruppi umani e/o merci durante l’Età del Bronzo. 
Queste principali linee di ricerca sono declinate secondo più progetti multidisciplinari che coinvolgono enti di ricerca provinciali e non, contribuendo alla creazione di ampie reti di collaborazione internazionale.

Il laboratorio di archeozoologia: l’archeozoologia (o zooarcheologia) si occupa dello studio dei resti di origine animale (ossa, denti, gusci di molluschi, otoliti, ecc.) che si rinvengono nei depositi archeologici. Il fine ultimo di questa scienza è la ricostruzione del rapporto uomo-animale nel corso del tempo.
Inoltre, tramite un’adeguata analisi dei reperti ossei si possono ottenere informazioni fondamentali sui periodi di occupazione dei siti archeologici (stagionalità) e sui processi di formazione del deposito archeologico (tafonomia).
Il laboratorio di archeozoologia si basa su una ricca collezione osteologica (in continua implementazione) di fauna selvatica europea e domestica e si avvale, per le sue ricerche, di strumentazione altamente tecnologica (stereomicroscopio multifocus, microscopio metallografico, microscopio a scansione elettronica, scanners 3D, ecc.).