Es un edificio diseñado por el arquitecto Carlos Luca de Tena y Alvear y que se inauguró en el año 1982. A lo largo de los años, ha sufrido distintas remodelaciones, pero actualmente se divide en dos secciones principales. La primera de ellas es la de paleontología, en la que se hallan una gran cantidad de restos fósiles descubiertos en los yacimientos de la provincia. Asimismo, también hay escenografías en el propio museo para entender mejor el entorno en el que sobrevivieron estas especies. Principalmente, lo que destaca de esta sección es el esqueleto del Anancus arvernensis (mastodonte) y el Stephanorthinus etruscus (rinoceronte). Respecto a este último, se piensa que es el más antiguo de Europa.
La otra sección es la de arqueología, que dispone del material de las diferentes intervenciones que se han realizado. Asimismo, esta sección tiene numerosos audiovisuales, escenografías y maquetas que van desde el Paleolítico Inferior hasta la Edad Media, época en la que se creó la ciudad. Por si fuera poco, se conservan elementos como cerámicas de la Edad del Bronce, esculturas íberas y mosaicos romanos.
