En Barumini se respira un aire especial: desde la prehistoria ha sido el centro de poder y de referencia de un rico territorio, la Marmilla. Lo demuestra su Nuraxi, no solo el nuraga más espectacular (y mejor conservado) entre los treinta que hay en esta zona, sino el testimonio más importante dejado por la civilización nurágica. La zona arqueológica comprende un nuraga complejo y un importante poblado de cabañas, un lugar único, que la Unesco declaró Patrimonio de la Humanidad en 1997. El sitio arqueológico fue sacado a la luz en los años cincuenta del siglo pasado gracias a las excavaciones realizadas por Giovanni Lilliu. Precisamente a él, «padre» de la arqueología sarda, se le ha dedicado un centro cultural, ubicado cerca del nuraga, donde se celebran conferencias, exposiciones, conciertos y talleres didácticos.

Su Nuraxi, construido en basalto, piedra volcánica procedente de un lugar cercano al parque de la Giara, presenta una estratificación de dos mil años, desde el s. XVI a. de C. hasta el s. VII d. de C. El  una torre central (torreón) y cuatro torres en las esquinas unidas por un bastión, y, alrededor, un laberinto de 50 cabañas, pozos y cisternas. El torreón, originalmente de 18 metros de altura, es la torre más antigua de todas, ya que se construyó en la Edad del Bronce Medio (s. XVI-XIV a. de C.); está formado por tres habitaciones sobrepuestas y comunicadas entre sí, con paredes que sobresalen, y su diámetro va disminuyendo desde la base hasta la altura. La cubierta era en tholos (falsa cúpula). Sucesivamente, en la Edad del Bronce Reciente (s. XIV-XII a. de C.), al torreón se la adosó una muralla con cuatro torres más pequeñas –en aquel entonces de 14 metros de altura-, unidas por lienzos orientados según los puntos cardinales. Desde el bastión de cuatro lóbulos se accedía a un patio con un pozo, al que daban las cuatro torres, todas compuestas por dos habitaciones sobrepuestas y con cubiertas en tholos. En la misma época se edificó la parte más antigua del poblado y se construyó un antemural con tres torres, es decir, una muralla defensiva, ampliada en la Edad del Bronce Final (s. XI-IX a. de C.) con más torres. También el bastión de cuatro lóbulos fue reforzado con una muralla de tres metros de ancho. De este periodo son las de planta circular con un único ambiente y . La más importante es la Cabaña 80, llamada Cabaña de las Reuniones, con un largo asiento en todo el perímetro y cincos nichos en las paredes donde se hallaron vasijas, ornamentos, utensilios, armas e imágenes votivas, lo que permite suponer que aquí se celebraban las reuniones de la comunidad. A principios de la Edad del Hierro (s. IX-VI a. de C.), el poblado quedó destruido y sobre sus ruinas se alzó otro con técnicas y decoraciones típicas de una sociedad más avanzada y en contacto con otras civilizaciones. Las nuevas cabañas, llamadas de «patio central» o «de sectores», presentaban paredes circulares y varias habitaciones cuadrangulares dispuestas alrededor de un patio enlosado. La habitación más significativa es la «rotonda», una pequeña sala cubierta en tholos, en la que había un asiento y una palangana en medio en la que se echaba el agua utilizada en los ritos lustrales relacionados con el culto a este elemento. Las cabañas de su Nuraxi representan un ejemplo único en la isla por su complejidad y evolución histórica. En el s. V a. de C., los cartagineses se impusieron a la civilización nurágica. Las dos culturas se mezclaron, pero el aspecto y la vida de este poblado no sufrieron grandes cambios. En los siglos II-I a. de C., algunos edificios del asentamiento fueron utilizados por los romanos como sepulturas. El sitio estuvo habitado hasta el s. III d. de C. y frecuentado incluso hasta la Alta Edad Media (s. VII).

El patrimonio arqueológico de Barumini cuenta con otra maravilla, otro nuraga complejo, su Nuraxi ‘e Cresia, sacado a la luz a finales del s. XX durante la restauración de la Casa Zapata, una residencia de barones sardo-aragoneses, construida a mitad del s. XVI sobre el edificio nurágico. Hoy, esta noble mansión formada por la casa, el jardín y un amplio patio de uso agrícola, alberga el museo homónimo, organizado en tres secciones: arqueológica, histórico-archivística y etnográfica.