Il museo della Rocca di Monfalcone è il coronamento delle ricerche e degli studi effettuati dal “Gruppo Speleologico Monfalconese A.d.F.” in ambito speleologico, geologico, paleontologico e storico nel corso degli anni. Il “Gruppo Speleologico Monfalconese A.d.F.”, fondato nel 1948, si è occupato principalmente di cavità sotterranee; nei primi anni recuperando corpi di militari e civili gettati nelle “foibe”, poi esplorando e studiando le cavità naturali, che contano nel Friuli-Venezia Giulia più di 7000 grotte. Ciò ha favorito l'istituzione della realtà museale che si propone come guida didattica alla conoscenza delle cause e dei fenomeni che generano il carsismo, aspetto caratteristico della regione giuliana. Il “Gruppo Speleologico Monfalconese A.d.F.” si occupa anche di una intensa attività divulgativa nelle scuole con interventi nelle loro sedi e visite guidate agli ambienti più caratteristici.

Sono conservate collezioni paleontologiche provenienti in prevalenza da siti delle Tre Venezie e comprendenti reperti che vanno dal periodo Permiano (300 milioni di anni fa) al periodo Quaternario (10.000 anni fa).

Presso l’edificio di via Valentinis sono esposti i pesci fossili rinvenuti durante campagne di scavo paleontologico effettuate presso Polazzo (Fogliano-Redipuglia -Go). I reperti risalgono a circa 85 milioni di anni fa quando il Carso era coperto da un basso mare tropicale.