Oltenia se înscrie într-una din cele mai reprezentative zone biogeografice din România. Pe teritoriul Olteniei este concentrată o mare diversitate de ecosisteme (terestre şi acvatice), care înglobează majoritatea categoriilor de asociaţii vegetale şi animale.
Expoziţia de bază de la etajul I „CONDIŢIILE FIZICO-GEOGRAFICE ŞI ECOSISTEMELE OLTENIEI”, a fost amenajată în actualul imobil al Secţiei de Ştiinţele Naturii din strada Popa Şapcă nr. 8, pe o suprafaţă de 518 mp. Proiectul ştiinţific care a stat la baza amenajării expoziţiei a fost elaborat de către: dr. Cornelia Chimişliu – muzeograf, şeful Secţiei de Ştiinţele Naturii şi muzeografii: dr. Aurelian Popescu, dr. Mirela Sabina Ridiche, dr. Olivia Cioboiu, drd. Claudia Ionelia Goga, dr. Adrian Năstase. Expoziţia a fost concepută astfel încât să ofere vizitatorilor un loc de recreere şi în acelaşi timp un loc de cunoaştere şi învăţare a tainelor naturii, a diversităţii florei şi faunei.
Expoziţia reflectă marea biodiversitate a Olteniei, generată de varietatea condiţiilor fizico-geografice şi climaterice ale regiunii şi atrage atenţia asupra necesităţii conservării şi păstrării biodiversităţii acestei vechi provincii istorice a României.
În cadrul expoziţiei, vizitatorii pot cunoaşte date despre: Condiţiile fizico-geografice ale Olteniei, ABC-ecologic, Ecosistemele Olteniei, Conservarea biodiversităţii, Obiective turistice din Oltenia.
Expoziţia reprezintă o realizare originală, fiind singura care reflectă în mod amănunţit caracterul natural al Olteniei, constituindu-se într-o importantă bază de date documentar-ştiinţifice şi cultural-educative pentru publicul vizitator.
Expoziția Oltenia-Terra fossilis este amenajată la parterul Secției de Științele Naturii, pe o suprafață de 136 mp, și a fost vernisată la 22 februarie 2012.
În vitrinele expoziției sunt aranjate, în ordine sistematică, fosile descoperite exclusiv pe teritoriul Oltenei, constituindu-se într-o adevărată istorie a vieții pe aceste meleaguri.
Plante sau animale, mici sau gigantice, terestre sau acvatice, bipede sau patrupede, fosilele Olteniei impresionează prin marea lor diversitate, prin numărul mare al descoperirilor, ca și prin valoarea științifică deosebită a acestora.
Mastodontul de la Stoina – piesă emblematică pentru muzeu, ursul de peșteră de la Baia de Fier, mamutul de la Leu, constituie puncte de atracție irezistibile pentru vizitatori, iar mamiferele fosilele de la Bugiulești au fost și sunt și astăzi citate de oamenii de știință din țară și de peste hotare.
Expoziția se adresează publicului de toate vârstele, dar cu precădere publicul tânăr descoperă și o „gustă” cu uimire și cu bucurie.
Expoziția Universul și Sistemul nostru Solar ocupă o suprafață de 250 metri pătrați și este amenajată la etajul al doilea al Secției de Științele Naturii. Spațiul expozițional se compune din două săli. În prima sală sunt expuse informații științifice despre originea și organizarea Universului: galaxii și grupuri de galaxii (inclusiv Calea Lactee-galaxia noastră) stele, constelații, Sistemul Solar (Soarele și planetele care gravitează în jurul lui: Mercur, Venus, Pământ, Marte, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun, Pluton).
O atenţie deosebită se acordă planetei Pământ şi satelitului său natural Luna, precum şi altor corpuri cereşti din Sistemul Solar: asteroizii, meteoriţii şi cometele. Exponatele de atracție sunt reprezentate de cele trei bucăți din meteoritul căzut la Sopot, Dolj, în 27 aprilie 1927. Finalul expoziţiei este reprezentat de cercetarea spaţială şi explorarea spaţiului cosmic. În cea de a doua sală călătoria în univers ne conduce în Planetarium, unde prin intermediul celor 10 spectacole publicul vizitator poate admira imaginea dinamică a boltei cerești, harta cerului, o călătorie virtuală printre stele, constelații, planete, asteroizi.
Expoziția a fost vernisată în 4 decembrie 2012, ocazie cu care s-a inaugurat Planetarium și se adresează tuturor categoriilor de vizitatori, dar în special tinerilor, cărora încercăm să le trezim interesul pentru cunoașterea Universului.