Wystawa Galeria sztuki w jaskini to wyjątkowa propozycja ekspozycji muzealnej. Jej zamysłem jest "przeniesienie" do sal muzealnych malowideł sztuki naskalnej z jaskiń regionu franko-kantabryjskiego, m.in. z grot Chauvet, Lascaux i Altamira. Barwne realistyczne malowidła zwierząt i symboli tworzą zjawisko niepowtarzalne w dziejach sztuki. Prezentowane na wystawie, doskonale skopiowane dzieła artystów z okresu 33-11 tys. p.n.e. obrazują najważniejsze przykłady i style monumentalnej sztuki jaskiniowej. Z racji miejsca występowania oraz ograniczeń konserwatorskich dzieła te rzadko są dostępne dla współczesnego odbiorcy.
Zaprezentowane na wystawie malowidła zostały przedstawione w rzeczywistych wymiarach, w przestrzeniach stwarzających iluzję wnętrza jaskini. Ekspozycję wzbogaca również rekonstrukcja szałasu łowców paleolitycznych – ludności, której przypisuje się autorstwo sztuki naskalnej. Jego wyposażenie stanowią  m.in. uzbrojenie oraz narzędzia wykonane z kości i kamienia. Dla dzieci i młodzieży zwiedzanie wystawy połączone jest z warsztatami plastycznymi (od 21.04.2009).