Die Geologie der Region Schaffhausen ist sehr reichhaltig. Die ausgestellten Gesteine, Fossilien, Mineralien, die grösstenteils aus der Sammlung des Bergrates Ferdinand Schalch stammen, sowie Visualisierungen erlauben eine Zeitreise durch die Jahrmillionen. Beeindruckende Ammoniten und Fischsaurier-Wirbel lassen uns ins Jurameer eintauchen. Die kleinen Zähnchen eines Morganucodons belegen die Entwicklung säugerähnlicher Tiere. Die filigranen Fossilien aus der weltbekannten Fundstelle am Schienerberg zeugen von einer Zeit, als Zimtbäume und elefantenähnliche Tiere in unserer Region lebten. Aus der Abfolge von Kalt- und Warmzeiten lässt sich die Entstehung des Rheinfalls nachvollziehen.

Im zweiten Teil der Ausstellung präsentieren sich unter anderem verschiedene Tierarten und Lebensräume. Am Rheinufer begegnen wir Biber und Eisvogel, Höckerschwan und Lachmöwe, auf dem Randen seltenen Pflanzen. Und in den Podcasts „Theo erzählt“ erfahren jüngere Museumsbesucher:innen Wissenswertes über die einheimischen Tiere. Unter dem Binokular erscheinen die kleinen Käfer plötzlich ganz gross. Im Sommerhalbjahr gastiert jeweils ein Bienenvolk in der Naturausstellung.

Die Ausstellung wurde in den 1980er Jahren als Ersatz für das am 1. April 1944 zerstörte Naturhistorische Museum eingerichtet.