本次展览将展出37件古生物化石，包括博物馆从美国利桑那州土桑市（Tucson）化石展销会上购回的35件古生物化石和国立自然科学博物馆文教基金会捐赠的2件化石，呈现古生物的特征与演化进程。
此次展出的化石有鲎鱼的足迹、勾菊石、肺鱼、胎盘菊石、哺乳动物化石、恐龙足迹、全世界最大的穴狮头骨、鲸豚重新下海的关键证据龙王鲸、在冰天雪地中靠着犀角铲雪的披毛犀等。
展览的重要单元包括「足迹与追寻」和「捲曲与沉浮」，前者将展出距今1亿5万年前的鲎鱼足迹化石，这块化石发现于德国巴伐利亚州的索尔恩霍芬小镇，化石上留下两行3米长的鲎鱼足迹；后者展现距今3.5亿年前的勾菊石，这种古生物的演化贯穿古生代、中生代和新生代，卷曲的螺旋外壳与壳内的腔室可以灵活地充气与排放，它在海洋中的浮沉原理为人类制造潜水艇提供灵感。
部分展品
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