고생대의 따뜻한 바다 환경에서 퇴적된 지층이 널리 분포된 태백시 구문소 고생대 지층 위에 2010년에 건립된 자연사박물관이다. 국내 유일의 전기고생대 지질층서가 연속 관찰되고, 중기고생대 부정합면을 관찰할 수 있는 곳으로 학계에 가장 많은 관심을 받고 있는 곳이다.
특히 삼엽충을 비롯하여 완족동물, 필석류, 연체동물 등 많은 화석이 산출되어 우리나라 고생대 화석의 보고라고 할 수 있다. 고생대 자연환경과 그곳에 살았던 생물 역사를 추적할 수 있는 다양한 화석 및 퇴적구조를 체험할 수 있다.
박물관은 총 3층으로 구성되어 있으며 전시실과 기획전시실, 야외 체험학습장, 고생대 콘테츠 체험관, 포켓뮤지엄, VR 체험실, 편의시설로 구성되어 있다.
1층 체험전시실에서는 탁본, 크로마키, 화석발굴 놀이 등 관람자가 직접 참여할 수 있는 다양한 체험 아이템을 경험할 수 있다. 2층 전시관에서는 선캄브리아시대와 전기 및 중기고생대의 다양한 생명과 지층을 만날 수 있다. 3층 전시관에서는 후기고생대와 중생대 그리고 신생대에 살았던 다양한 동식물들을 만날 수 있다. 야외전시관은 아이들이 뛰어놀 수 있는 놀이터와 근처에 구문소가 자리하고 있어 즐겁게 뛰어놀며 자연을 경험할 수 있다.