L’esposizione permanente è organizzata in sei sezioni, ognuna legata ad una tematica specifica:
1. La storia geologica descrive in modo semplice e riassuntivo i passaggi salienti della storia geologica locale. Le sezioni verticali, esemplificate dai paleomondi e da disegni riassumono la situazione originaria della pietra di Castellavazzo e sono corredate da un mobile-contenitore con reperti litici, con i quali sarà concessa un’interazione fisica diretta, e da reperti fossili rinvenuti nei dintorni di Castellavazzo.
2. La sala “Lino Colotto” concentra una sintesi delle tecniche di estrazione, lavorazione e trasformazione della pietra. Partendo dalla riproduzione di uno scorcio di cava, con la gigantografia di una foto storica di una cava locale, si analizzano i metodi estrattivi di un tempo e successivamente le lavorazioni, con i relativi strumenti. Vi sono poi accenni a tecniche di lavorazione moderna, con l’uso di macchine industriali e un ambito dedicato al mestiere del forgiatore. In questa sezione è presente un mobile interagente e sagomato come la provincia di Belluno, dove sono dislocati i campioni di pietra estratti nelle cave del territorio.
3. La sala dedicata a Castellavazzo, "un paese di pietra, la pietra di un paese", raccoglie documenti e fotografie d’epoca, una collezione di attrezzature e testimonianze di generazioni di scalpellini autoctoni che hanno esportato la loro opera in molte località italiane ed europee.
4. Al piano primo la sala dedicata alle presenze di pietra e all’uso della pietra nella quotidianità. C'è un foghèr (o larìn), sopra il quale è appeso il meccanismo dell’antico orologio della torre campanaria della chiesa dei Santi Quirico e Giulitta, detto “Castrum Laebactium”. Esposti reperti e testimonianze dello stretto legame che intercorre tra le quotidiane attività antropiche e la pietra.
5. Giocare con le pietre è una sezione distinta, con l’introduzione di un litofono in pietra locale. Testimonianze di giochi che si svolgevano con le pietre, rivivono oggi attraverso laboratori didattici sulla piazza antistante il fabbricato.
6. L’ultima sezione riguarda l’uso della pietra che, previa cottura, diventa legante sotto forma di calce e cemento. Un plastico riproduce una calchera ed originali reperti, con lo schema del ciclo produttivo, spiegano e testimoniano il cementificio di Castellavazzo.
Completano il percorso una sala video con la riproduzione continua di filmati concernenti le attività del Museo e non solo, uno spazio dedicato alle svariate esposizioni temporanee ed una sala per conferenze e convegni.