Tratta i principali temi che riguardano l’evoluzione del Carso (formazione delle rocce carbonatiche, orogenesi, carsismo), con particolare attenzione alla genesi delle grotte ed ai fenomeni carsici che si verificano al loro interno (dissoluzione calcarea, formazione di speleotemi).
Nelle bacheche sono esposti minerali, rocce e fossili tipici della zona.

La storia della moderna speleologia, che nasce proprio sul Carso triestino, è raccontata attraverso l’esposizione di attrezzature originali di diverse epoche a partire dalle prime rudimentali attrezzature utilizzate nel XIX secolo.

La sezione illustra la fauna tipica che abitava le grotte ed i territori circostanti tra Pleistocene ed Olocene, attraverso l’esposizione di ossa animali originali appartenenti a diverse specie, tra le quali Ursus spelaeus, Panthera spelaea, Alces alces, Bison priscus…
Provenienti dalla Grotta Gigante e da numerose altre cavità della provincia di Trieste.
Notevole la presenza di uno scheletro intero di Orso delle Caverne (Ursus spelaeus sottospecie uralensis), plantigrade vissuto tra 600.000 e 30.000 anni fa.

Racchiude una cospicua collezione di reperti originali di vari periodi (dal Paleolitico all’età Medievale), provenienti dalla Grotta Gigante e da altre caverne di interesse archeologico della provincia di Trieste: industria litica (selci e frecce), ossa lavorate, metalli, ceramica, monete.
Di notevole interesse è la presenza di una cosiddetta “tavoletta enigmatica“ (Brotlaibdol), raro manufatto ceramico di difficile interpretazione rinvenuto nei pressi dell’ingresso alto della Grotta Gigante.
Oggetti simili sono tipici dell’Europa Centrale e sono documentati in circa trecento siti dell’età del Bronzo, per lo più al di fuori dei confini nazionali.

Sono visibili gli strumenti installati all’interno della grotta: un modellino dei Pendoli Geodetici, strumenti unici al mondo in grado di rilevare oscillazioni e deformazioni della crosta terrestre e due sismometri utilizzati fino al 1997, quando furono rimpiazzati da quelli attuali di nuova generazione.
Sono trattati, inoltre, tutti i temi di ricerca scientifica che coinvolgono la Grotta Gigante.

La sezione illustra i principali organismi che vivono all’interno delle cavità naturali, facilitando la comprensione di come l’evoluzione delle specie abbia portato a degli adattamenti mirati alla possibilità di vita in ambienti inospitali come le grotte.