Il museo e' articolato in due sezioni principali: sezione paleontologica e sezione speleologica. La Sezione Paleontologica, della quale si possono ammirare reperti unici in Italia,

presenta un’esposizione di fossili organizzata in ordine cronologico, dall'era Paleozoica fino al Quaternario recente. La Sezione Speleologica presenta rilievi topografici di alcune delle cavità più interessanti del Sulcis, carte, immagini, l'esposizione dell'attrezzatura da speleologia attuale e storica, l'esposizione di esemplari di fauna cavernicola.