Il museo si articola in sei sale arredate con minerali, oggetti e strumenti di lavoro, e con ventidue pannelli che illustrano e approfondiscono una serie di tematiche di carattere storico, tecnico, antropologico e sociale, legate al mondo delle miniere sul Monte Amiata.

La prima sala, dove sono situati anche la biglietteria e il bookshop, illustra il territorio del Monte Amiata in cui si è sviluppata l'industria mineraria, con carte geologiche e un plastico che riproduce i luoghi d'estrazione del cinabro. Un altro pannello fornisce al visitatore un excursus cronologico sulla storia estrattiva, partendo sin dal periodo preistorico e dalla civiltà etrusca: sono esposti reperti ritrovati nel corso di scavi archeologici, quali picconi, asce e mazze, a testimonianza che i giacimenti erano conosciuti fin dal III millennio a.C. (antiche tracce di lavorazioni minerarie sono state trovate nei pressi delle miniere del Cornacchino, di Cortevecchia, Siele, Solforate e Morone).

La seconda sala è volta a documentare l'evoluzione delle tecniche estrattive e degli strumenti utilizzati nel lavoro in miniera: si parla quindi dei sistemi di coltivazione (sistema per gradoni dritti, sistema per fette orizzontali montanti, quello per fette orizzontali discendenti, per sottolivelli o per lunghe fronti); dei lavori di abbattimento, ripiena, armamento, ventilazione e illuminazione; dell'organizzazione e la gestione del lavoro, con le categorie di operai (minatore, manovale, vagonista, locomotorista, imbocchino e arganista, stradino, tubaio, campionista, fuochino, meccanico, ripienista, perforatore, palista). Altri pannelli continuano l'itinerario cronologico avviato nella sala precedente illustrando la storia delle miniere amiatine dal Medioevo fino ai tempi moderni.

La terza sala è dedicata all'estrazione del cinabro e alle donne e i bambini che erano incaricati di selezionare il minerale da mandare ai forni. Inoltre funge anche da saletta video – viene proiettato un interessante documentario sulle miniere e la società amiatina tra il XIX e il XX secolo – e sono esposti numerosi strumenti del mestiere del minatore: il piccone, la sega a telaio, l'ascia, il martello perforatore, gli elmetti, le medagliette per i vagoni, la pala, il medagliere degli operai, la lampada ad acetilene, la maschera antipolvere, la maschera ad aria compressa e vari altri. Da questa sala si accede in più ad un'altra piccola stanza, in cui è stata allestita una discenderia con galleria, per ricostruire fedelmente un ambiente interno della miniera.

La quarta e la quinta sala, situate entrambe al piano superiore, approfondiscono le caratteristiche fisico-chimiche del mercurio, l'influenza economica del mercurio sul mercato (produzione, vendita), per poi arrivare ad illustrare le conseguenze del lavoro in miniera nella vita dei minatori, come frane, esplosioni, ma anche malattie (idrargirismo, ipoacusia da rumore, silicosi, chiamata inizialmente "cornacchite"), e l'ambiente sociale dei sindacati, degli scioperi e delle lotte per la tutela dei lavoratori. Infine la visita giunge al termine con la storia contemporanea: cinque pannelli raccontano della chiusura delle miniere e della bonifica e recupero ambientale messi in atto per valorizzare i siti minerari. Nelle due sale è esposta dal 2008 una significativa collezione di minerali, donata al museo da Maria Cappelletti, in ricordo del marito Virio Boschini. Da qui si accede anche ai laboratori multimediali.

La sesta sala è un piccolo corridoio situato nuovamente al piano terra, alle spalle della biglietteria. Gli ultimi due pannelli offrono al visitatore un elenco completo delle miniere amiatine, con tutti i dati storici e geografici.