La exhibición permanente del MHNC comprende diferentes espacios y temas:
Sala "Los Naturalistas" introduce al visitante en la historia del Museo y en la descripción de Chile por naturalistas y antropólogos.
Sala "Nuestro Pasado Remoto" detalla los aspectos claves de la formación Quiriquina con fósiles de 65 millones de años.
Los ecosistemas regionales y las especies endémicas están representados en las vitrinas laterales "El Borde Costero", "El río Bío-Bío" y "El Bosque"; en el mismo salón se integra la historia de los pueblos originarios del centro sur de Chile y de los distintos complejos arqueológicos, a través las vitrinas verticales del "El Eje Cultural".
Una sala especial describe cronológicamente la historia social y geológica de "El Carbón".
Posteriormente, la vitrina "La Región Actual" permite admirar fotografías aéreas de nuestra región continental e insular. Cierra la exposición la unidad didáctica "Mesón del Científico", instancia que constituye una nueva apuesta museográfica y educativa, pensada especialmente para que los niños interactúen y aprendan con los elementos disponibles en el mesón.
