המוזיאון מציג את התרבויות הפרהיסטוריות בארץ עם דגש על אזור הכרמל. אחת התערוכות מתארת יישובים שנעלמו מתחת לפני הים. בתערוכה מוצגים ממצאים מהכפרים הניאוליתיים שנתגלו בחוף הכרמל, כולל שחזור של מבנים ובארות מים מכפר הדייגים הים התיכוני שהתגלה באתר עתלית-ים, ומהאתרים הניאוליתיים הקיראמיים נווה-ים, כפר-סמיר וכפר גלים.