Il museo si sviluppa su tre piani: al piano superiore l'esposizione inizia con la formazione delle Dolomiti, presentando i bellissimi fossili che caratterizzano la zona di San Cassiano, per poi raccontare la formazione della grotta, la storia della scoperta e lo scavo. Vengono inoltre spiegati, attraverso l'esposizione di reperti originali, tutti gli aspetti dell'ambiente e della vita dell’orso delle caverne. Nei sotterranei del museo si trova la “grotta dell’orso”, una ricostruzione di alcuni ambienti della grotta delle Conturines, dove si potrà ammirare “l’orso che dorme”.