Il museo è ospitato, dal giugno del 1993, presso i sotterranei del Palazzo Rossini Lucangeli, un edificio storico la cui costruzione fu iniziata nel 1570 per volere del Capitano Felice Rossini. L'attività dell'istituto risale al 1973 anno in cui Romano Dezi, curatore del museo, univa la sua appassionata attività di ricerca paleontologica ad una serie di mostre e di interventi presso le scuole del capoluogo.

Dal 1993 i reperti raccolti, acquistati o ricevuti in dono durante i 35 anni d'attività del curatore, vengono presentati nei 200mq di esposizione, ad un pubblico di 6000 persone che ogni anno visita il museo. L'esposizione si articola in cinque sezioni: paleontologia, mineralogia, vertebrati, malacologia, entomologia.