Réalisé sous la direction scientifique du paléoanthropologue Jean Louis HEIM, le musée fait le point, en neuf zones d'intérêt, sur la période néandertalienne autour de la reconstitution de la fosse et du squelette de l'homme de Néandertal, découverts en 1908 par Jean Bouyssonie. Nombreuses animations pour adultes et enfants : café de la préhistoire et conférences scientifiques, Grande Fête de la Préhistoire : salon du livre préhistorique, championnat européen de tir aux armes préhistoriques, ateliers et démonstration taille de silex, fabrication de bijoux... . Ateliers pédagogiques "deviens un homme préhistorique" visites adaptées aux enfants avec ateliers en juillet et août