Една от най-добре запазените и с най-богат инвентар двуетажни жилищни постройки в Европа от ранния неолит е в музея „Неолитни жилища“.

Регионът на Стара Загора е наречен „люлката на първата европейска цивилизация“ заради многобройните селища възникнали тук още през ранния неолит. Разкритите селищни могили в района досега са над 120, от които 5 са на територията на днешна Стара Загора. При проведени през 1969 г. археологически проучвания на една от тях са открити останки от опожарена къща.

Тя се смята за една от най-добре запазените и с най-богат инвентар двуетажни жилищни постройки в Европа от епохата на ранния неолит (начало на VІ хил. пр. Хр.). Къщата е консервирана и съхранена на място в специално създадена сграда-музей „Неолитни жилища”. В сутерена на сградата е разположена експозицията „Праисторическото изкуство в Старозагорско”. В нея са изложени най-добрите образци, открити при археологически проучвания в региона – прекрасни шедьоври на керамични съдове с богата декорация, пластики, накити и оръдия на труда, създадени от хората, живели по тези места преди 8000 години. Музеят се намира недалеч от централната част на Стара Загора, а в самото сърце на днешния град могат да се видят останките от античния форумен комплекс на Августа Траяна – първият град, който възниква на територията на съвременна Стара Загора, един от най-големите в провинция Тракия през античността. Основан е около 106 – 107 г. от римския император Марк Улпий Траян (98 – 117 г.) и бързо се обособява като голям икономически, политически и духовен център. Наричали го „Преблестящия град на траянците”.

Следите от хилядолетната история на Стара Загора могат да се видят на много места в града. Едно от тях е архитектурният комплекс „Музей на религиите”. Музеят е уникален с това, че в него се намират останки от култова яма, (Х – ІХ в. пр. Хр.), тракийско светилище (ІІ – ІІІ в.), средновековна християнска църква (края на Х – ХІІІ в.) и мюсюлмански храм (ХV – ХХ в.) – безспорни доказателства за рядко срещана приемственост. Най-добре запазена е архитектурата на мюсюлманския храм „Ески джамия”, а красивите му стенописи са обявени за художествен паметник на културата от национално значение.

Регионалният исторически музей е мястото, където може да се научи всичко за града с история от 8000 години. Постоянната му експозиция проследява в хронология всички исторически етапи от VІ хил. пр. Хр. до възстановяването на опожарения и напълно разрушен през Руско-турската освободителна война (1877-78 г.) град. Разположена е на три нива в красива нова сграда, построена специално, за да бъде музей. Формата на сградата наподобява пясъчен часовник – прекрасна алюзия за непреходното време.