Il museo espone una ricca collezione di fossili  di ambiente marino tropicale rinvenuti nel vicino deposito fossilifero noto come "Pesciara di Bolca", considerato a ragione il più importante del mondo per i pesci  fossili dell'Era Terziaria.

Piante, pesci, insetti, molluschi e crostacei pietrificati si presentano al visitatore in tutta la loro straordinaria bellezza, persino con la loro colorazione originaria. Con ampie didascalie, disegni e ricostruzioni  vengono inoltre illustrati i fenomeni avvenuti nella zona di Bolca 50 milioni di anni fa.

E’ possibile completare il percorso museale con una visita  alla “Pesciara” (su prenotazione), cava in galleria situata non lontano dal museo da cui si estraggono gli strati rocciosi che contengono i fossili.