Museum ini terletak di ujung paling barat Pulau Bali, yaitu di Desa Gilimanuk, Jembrana, kira-kira 160 km. kea rah barat dari kota Denpasar, dapat dikunjungi dengan sangat mudah. Sebenarnya Museum Manusia Purba ini dibangun di atas Situs Arkeologi di Tepi Teluk Gilimanuk, yang luasnya kira-kira lebih dari 20 ha, berada pada ketinggian sekitar 5 m. di atas permukaan air laut dan sekarang telah menjadi ladang kering yang tidak produktif. Museum ini dibangun oleh Pemerintah Kabupaten Jembrana, bekerja sama dengan Pusat Penelitian dan Pengembangan Arkeologi Nasional, Jakarta dan Balai Arkeologi Denpasar, dibuka secara resmi pada tahun 1990.