O Museu abrange três áreas temáticas – Etnografia, Arqueologia e Paleontologia – e está dividido em dois núcleos museológicos complementares:

• O Museu, na vila da Lourinhã, que contempla um espaço dedicado à História Natural, nos domínios da geologia, Paleontologia e Arqueologia. Dispõe ainda de uma importante exposição de Etnografia, um laboratório, uma Sala Multiusos para diversas atividades destinadas aos mais jovens e ainda um espaço ao ar livre, o pátio, com um interessante conjunto de pegadas de dinossauros.
• Outro núcleo museológico inserido no Dino Parque Lourinhã, onde se encontra a exposição de paleontologia do Museu, intitulada “Dinossauros da Lourinhã”.