Экспозиция музея занимает здание бывшего Юнкерского училища XIX века на территории Казанского кремля. Двенадцать тематических залов рассказывают о геологической истории Земли с момента рождения планеты до появления человека на ней. Экспонаты позволяют прикоснуться к тайнам Вселенной, разобрать различные гипотезы появления жизни, познакомиться с древнейшими жителями Земли и ее строением.