Con una visita al museo geopaleontologico è possibile compiere un viaggio indietro nel tempo di milioni di anni, scoprire le memorie di “Gaia”, la nostra Terra,  conoscere la storia geologica del territorio, le antiche forme di vita ed i loro ambienti. Il percorso museale si articola in tre sezioni: la “Sala della Conoscenza”, la “Sala dell'Aventino”, le “Sale Palena”. Nella prima sala i processi dinamici della Terra sono spiegati come propri di un organismo vivente. Si ripercorrono in parallelo la storia geologica e l’evoluzione della vita, testimoniate con fossili caratteristici. Nella seconda sala sono illustrate la storia geologica e gli aspetti paleoambientali e paleontologici del territorio attraverso le rocce e i fossili che lo caratterizzano. Il nucleo principale del Museo è rappresentato dalle "Sale Palena" dove sono esposti i reperti della “Collezione Di Carlo” provenienti dall’importante giacimento miocenico di Capo di Fiume. Qui si possono ammirare resti vegetali, pesci, molluschi, echinidi, crostacei, piume di uccelli e lo scheletro perfettamente conservato nella roccia di un piccolo mammifero lagomorfo oggi estinto, il prolago.
Nel settore "Geologiocando" i visitatori più piccoli del museo, possono attraverso il gioco, imparare processi geologici, riconoscere rocce e simulare uno scavo paleontologico. L’osservatorio geologico, l’osservatorio geofisico virtuale e il magazzino scientifico, completano la struttura museale.