シアター室では、「大船渡 その海と大地」をテーマとする常設展のあらましや「荒れ狂う海～津波常習地・大船渡」の映像を上映しています。三陸ジオパークコーナーではジオサイトの紹介や、VRゴーグルを使う映像体験ができます。

地質展示室は、4億2000万年前までさかのぼるサンゴの化石や、三葉虫・アンモナイトなどの化石、その大地を形作る岩石の貴重な標本、大船渡周辺に生息する魚や動物のはく製などを多数展示しています。
考古・民俗展示室は、縄文時代の土器や石器、貝塚の貝層断面、三陸海岸の磯船模型、過去に大船渡を襲った津波の被害写真などを展示しています。
また、たいけんコーナーでは、顕微鏡で実際の岩石や化石に触れて観察をしたり、展示資料をスケッチしたりして楽しみながら学ぶことができ、子どもたちに人気です。