左镇化石博物馆以展示距今约160万年前的第4纪更新世，以及台湾哺乳动物在菜寮溪所留下的化石为主。化石馆为一绿瓦白壁的二层楼房，占地105坪，陈列内容包括与山顶洞人同期的「左镇人」化石、数量惊人的象化石、鹿、犀牛、四不像、鳄鱼、鲨鱼、贝类等化石，另外还有足印、巢穴等生痕化石，而孔虫化石还须用放大镜才能观察细微。