L’esposizione permanente del museo é dedicata ai tempi di Altamira, all’arte, alla cultura, la vita e le tecniche dei gruppi di cacciatori-raccoglitori che durante il Paleolitico Superiore vissero nella vecchia Europa.
L’esposizione si basa su una selezione che riunisce una delle migliori collezioni di oggetti originali paleolitici di Spagna: piú di 400 pezzi eccezionali che provengono da fondi propri del museo e da altri musei statali (Musei Archeologici Nazionali, di Antropología, di Scienze Naturali, dall’America), cosí come dal Museo della Preistoria e Archeologia della Cantabria, le Belle Arti di Santander, Archeologico di Valencia e Asturias, inclusa l’esclusiva collezione della grotta di Isturitz (Francia).
Nell’esposizione gli utensili paleolitici originali sono applicati alle situazioni per cui furono pensati, fabbricati ed utilizzati. Diversi film mostrano degli esempi di vita quotidiana, ad esempio come venivano fabbricate le zagaglie per cacciare o come accendere un focolaio nell’accampamento.
