Les salles du musée –son exposition permanente- sont consacrées à l’époque d’Altamira, à l’art, la culture, la vie et les techniques des groupes d’hommes qui vivaient de la chasse et de la cueillette et qui peuplèrent la vieille Europe pendant le Paléolithique Supérieur.
L’exposition se base sur une sélection qui réunit l’une des meilleurs collections d’objets originaux paléolithiques d’Espagne : plus de 400pièces exceptionnelles qui proviennent des fonds du musée et d’autres musées du pays (Musées Nationaux d’Archéologie, d’Anthropologie, de sciences naturelles, d’Amérique), ainsi que du Musée de Préhistoire et d’Archéologie de Cantabre, des Beaux-arts de Santander, Archéologiques de Valencia et des Asturies et même de la collection particulière de la Grotte d’Isturitz (France).
Ici, les outils paléolithiques originaux sont montrés et expliqués dans les situations pour lesquels ils furent conçus et utilisés. Plusieurs films montrent des exemples de la vie quotidienne, comme par exemple la fabrication des instruments de chasse ou comment les hommes allumaient les feux qui réchauffaient et illuminaient les campements.