左鎮化石博物館以展示距今約160萬年前的第4紀更新世，以及台灣哺乳動物在菜寮溪所留下的化石為主。

　　化石館為一綠瓦白壁的二層樓房，佔地105坪，陳列內容包括與山頂洞人同期的「左鎮人」化石、數量驚人的象化石、鹿、犀牛、四不像、鱷魚、鯊魚、貝類等化石，另外還有足印、巢穴等生痕化石，而孔蟲化石還須用放大鏡才能觀察細微。