L’intero complesso documentario è ripartito in tre sezioni: Antica o pre unitaria che abbraccia un arco cronologico dal 1479 fino al 1848; la storica che conserva atti a partire dal 1849 al 1980 mentre la sezione di Deposito il carteggio dal 1981 ai giorni nostri.
La sezione antica dell'archivio comprende documenti di straordinario interesse come il Llibre de Regiment, codice membranaceo, la cui compilazione ha avuto inizio nel 1556, dove vennero trascritti i privilegi concessi dai sovrani spagnoli alla città e ai territori limitrofi compresi nei tre Campidani a partire dal 1479 fino al 1616. Il documento si inserisce nel contesto della consuetudine di raccogliere in registri gli ordinamenti cittadini per facilitarne la consultazione e per evitare il deterioramento dello stesso, così come avvenne a Cagliari con il Libro Verde o a Trapani con il Libro rosso.
La sezione Antica conserva un discreto numero di pergamene con contenuti relativi ai privilegi ovvero le concessioni sovrane alla Città alcune non trascritte nel Llibre de Regiment.
Un’altra attestazione del controllo sovrano sulla città ed i suoi abitanti è testimoniata dalle carte reali, originali, relative soprattutto ad affari cittadini e dirette alla magistratura civica.
Ancora, notevole importanza per lo studio delle attività amministrative, economiche e giuridiche cittadine sono le ordinazioni del Magistrato Civico annotate nei Registri di Consiglieria, serie di 209 unità a partire dal 1536 fino al 1848.
Il patrimonio conservato in questa sezione è di 1266 unità archivistiche.
La sezione Storica è costituita dalla documentazione prodotta dal Comune e da alcuni archivi aggregati quali l’ECA, le Scuole Pie, le Scuole Femminili. e dai fondi dei Comuni di Massama, Nuraxinieddu e Silì che, a seguito dei criteri restrittivi del r. d. l. del 17 marzo 1927, che portarono alla soppressione di numerose amministrazioni locali in Sardegna, furono aggregati al Comune e sono tutt’ora frazioni.

Nel corso degli anni il patrimonio archivistico è stato incrementato da donazioni o acquisti di archivi privati come quello dell’Asilo di Sant’Antonio, della Confraternita della Vergine e del Gremio dei Calzolai, del filosofo Antioco Zucca e del professor Giuseppe Pau.