A exposição permanente está baseada nos resultados obtidos em três décadas de pesquisas realizadas na região do Parque Nacional. Atualizada regularmente nela se integram as novas descobertas locais e os dados relacionados com a origem do homem e povoamento das américas, provenientes de pesquisas a nível mundial .

As contribuições de pesquisas interdisciplinares realizadas em torno ao tema da interação humana com o ambiente, da prè-história aos dias atuais complementam as informações permitindo assim um detalhamento maior sobe o modus vivendi dos grupos pré-históricos da serra da capivara.

O objetivo da exposição é resgatar as identidades culturais indígenas, na sua diversidade, nos diferentes momentos da pré-história através dos diferentes vestígios descobertos, para reconstituir sua cultura material e imaterial.

Na primeira sala se apresenta uma síntese sobre as origens da espécie humana, sua dispersão e o povoamento do continente americano. São também consideradas as evoluções dos grupos humanos que viviam na região há mais de 100.000 anos. Essa temática geral é considerada no contexto das formações geológicas locais, cuja morfologia desenhou-se há 240 milhões de anos.

A seguir, a estrutura da exposição se organiza a partir de uma diferenciação cronológica e climática. Durante o Pleistoceno o clima da região é tropical-umido. Até hoje na parte norte do parque nacional existem espécies, animais e vegetais típicas da floresta amazônica, enquanto que, na parte sul as espécies são do bioma mata atlântica. Apenas no final do Pleistoceno, há cerca de 10.000-9.000 anos, e que o clima sofre transformações, com uma visível diminuição das chuvas. Mas até os anos 1981-1983 ainda havia rios que corriam na região, lagoas perenes. Mas o desmatamento das encostas acarretou um processo erosivo e os vales foram sendo preenchidos pela areia. A paisagem se torna típica do clima semi-árido atual. Duas salas mostram esta metamorfose. Na primeira, associada às características ambientais úmidas, se apresenta a origem das pinturas rupestres e os traços característicos desse tronco cultural. Na segunda, relacionados com o processo de desertificação, se apresentam os registros rupestres gravados e as informações sobre a evolução cultural dos povos que habitaram a região.

No salão superior, estão expostos os vestígios materiais que ilustram a tecnologia da morte. Organizados por grupos padronizados se reflete o desenvolvimento espiritual de povos preocupados pela memória social e a continuidade depois da morte.

A ultima sala abriga as diferentes manifestações da cultura material que evoluiu no decorrer dos milênios, desde as formas típicas do início das técnicas utilizadas para fabricar ferramentas em pedra lascada, até as formas mais sofisticadas dos produtos culturais.