Il museo ha sede nel cinquecentesco Palazzo Lavezola Pompei, eretto dal Sanmicheli nel 1550 e considerato uno dei capolavori del grande architetto veronese. Il museo, che conserva reperti provenienti da varie regioni italiane, è noto soprattutto per la straordinaria collezione di piante e animali fossili provenienti dagli scavi tuttora in corso nei giacimenti di Bolca, località fossilifera sulle pendici dei monti Lessini.