Uno de los programas destacados del proyecto del MNAT ha sido el de las exposiciones temporales, vinculado estrechamente a su proyecto global y respondiendo al convencimiento del gran potencial de difusión que posee la exposición como técnica interpretativa y de comunicación.
Entre sus objetivos, destaca la voluntad de difundir el conocimiento sobre Tarraco actualizándolo a partir de las novedades científicas, así como plantear reflexiones sobre el pasado que puedan tener interés para la sociedad actual, con la seguridad de que es necesario establecer puentes entre la mirada al pasado y la visión desde la más estricta contemporaneidad.
Iniciada en 1982 y desarrollada a partir de 1987, la programación se articula a partir de diferentes líneas temáticas. "Las colecciones del Museo". "La contraposición entre antigüedad/contemporaneidad" con el objetivo de acercar el concepto de la historia desde una mirada contemporánea. "Monumentos al alcance". "Homenajes" a personajes clave de la arqueología y de la historiografía de Tarragona, y a su obra. "Reflexiones", para provocar e interrogar a los visitantes sobre el patrimonio y la historia. "Arqueología/fotografía", para acercar la arqueología a partir de la fotografía histórica o la visión contemporánea. "La memoria compartida. Los museos invitados al MNAT". "Otras culturas", no presentes en el discurso del Museo.
Con estas premisas y líneas temáticas, el Museo se ha acercado a aspectos que, en las exposiciones permanentes de los centros, son difíciles de plantear o que aportan un punto de vista diferente y que permiten una presentación innovadora a nivel conceptual y formal de los objetos históricos y arqueológicos y, a su vez, facilitan lecturas variadas y consiguen un acercamiento a la sociedad actual.
Así mismo, el programa de exposiciones temporales se ha convertido en una herramienta para difundir el contenido y los objetivos de los diferentes centros del MNAT, a través de la itinerancia de alguna de las producciones, así como del intercambio y de los proyectos compartidos con otras instituciones.