Archeologická expozice podává přehled poznatků o archeologických lokalitách ze starší doby kamenné, které byly zkoumány v katastrech Dolních Věstonic a sousedního Pavlova. Systematické výzkumy tu prováděl Dr. Karel Absolon, který nalezl jedinečnou Věstonickou Venuši, sošku ženy z pálené hlíny.
Na severozápadním úbočí
Pavlovských vrchů se nachází světově proslulý
komplex sídlišť lovců mamutů z doby před 25-30 000 lety. Zde Dr. Karel Absolon v roce 1925 nalezl jednu z nejslavnějších ženských plastik,
Věstonickou Venuši.
Expozice "Věk lovců a mamutů", umístěná v 1. patře barokní budovy bývalé radnice, je věnována archeologickému
nalezišti ze starší doby kamenné v Dolních Věstonicích. Dozvíte se tu zajímavosti o životě pravěkého člověka, uvidíte zde kostěné i kamenné předměty, umělecky zpracované výrobky a plastiky nebo
rekonstrukci paleolitického obydlí či hrobu tří mladých jedinců. Zajímavé jsou také doklady přípravy barev, které se dochovaly do současnosti téměř po třiceti tisíciletích. Předvedeny jsou také doklady
broušení kamenných oblázků a otisky textilií, nejstarších v dějinách lidstva. Expozice v prvním patře poskytuje informace vědeckém výzkumu.
Dokumentovány jsou geologické poměry v Pavlovských vrších,
rostlinstvo i zvířena z dob ledových. Zvláštní pozornost je věnována umělecky zpracovaným výrobkům (např. čelenky, náhrdelníky) a plastikám z kostí a hlíny.
Novější část expozice (přízemí) vychází z objevů posledních let. Prezentovány jsou aktuální
poznatky o vývoji člověka. Představu o možnostech interpretace nálezových situací na různých nalezištích doplňuje
rekonstrukce paleolitického obydlí. Zvláštní místo má
rekonstrukce hrobu tří mladých jedinců, nalezeného v
Dolních Věstonicích v roce 1986 a výklad o antropologickém výzkumu věstonické populace