พิพิธภัณฑ์ไม้กลายเป็นหิน มีโครงการก่อสร้างตั้งแต่ ปี พ.ศ. 2537 แต่จัดสร้างและสามารถจัดแสดงนิทรรศการ ได้ในปีพ.ศ. 2545 และเนื่องจากไม้กลายเป็นหินพบได้ในเกือบทุกจังหวัดของภาคอีสาน จึงไม่สามารถนำไม้กลายเป็นหินทั้งหมดจำนวนมาก มาจัดแสดงในพิพิธภัณฑ์ได้ ส่วนใหญ่จึงจัดไว้ในงานภูมิทัศน์ของพิพิธภัณฑ์ โดยแยกเป็นโซนพื้นที่ของไม้กลายเป็นหินจังหวัดต่างๆ ขณะที่ในพิพิธภัณฑ์จะเน้นในส่วนของจังหวัดนครราชสีมา ตัวอย่างของไม้กลายเป็นหิน เช่น ไม้กลายเป็นหินเนื้ออัญมณี ไม้กลายเป็นหินตระกูลปาล์ม ไม้กลายเป็นหินหลากหลายอายุ
พิพิธภัณฑ์ช้างดึกดำบรรพ์ ก่อตั้งขึ้นเพราะพบว่า ในจังหวัดนครราชสีมามีซากช้างดึกดำบรรพ์จำนวนมาก และหลากหลายชนิดกว่าจังหวัดอื่นๆในประเทศไทย โดยพบในระดับลึกช่วง 5-40 เมตร จากพื้นที่ราบลุ่มแม่น้ำมูลและสาขา ซึ่งครอบคลุมพื้นที่เป็นบริเวณกว้างหลายอำเภอ ได้แก่ อำเภอเฉลิมพระเกียรติ โนนสูง จักราช พิมาย และอำเภอเมืองนครราชสีมา โดยเฉพาะตำบลท่าช้างเพียง 1 ตำบล พบช้างดึกดำบรรพ์ถึง 8 สกุล จาก 42 สกุลที่พบทั่วโลก มีอายุอยู่ในสมัยไมโอซีนตอนกลางถึงสมัยไพลสโตซีนตอนต้น(16-0.8 ล้านปีก่อน)
พิพิธภัณฑ์ไดโนเสาร์ ก่อตั้งขึ้นเพราะพบว่า พื้นที่ตำบลโคกกรวดที่อยู่ใกล้กับพิพิธภัณฑ์ หรือแม้กระทั่งตำบลสุรนารีที่เป็นที่ตั้งพิพิธภัณฑ์ มีชิ้นส่วนกระดูก และฟันของไดโนเสาร์ กระจายอยู่ทั่วไปและพบต่อเนื่องบนพื้นที่กว้างขวางกว่า 28,000 ไร่ จำแนกเบื้องต้นได้ถึง 4 พวก คืออัลโลซอร์ พวกกินพืชขนาดใหญ่ที่คาดว่าอาจยาวถึง 10 เมตร, โซโรพอด พวกกินพืชขนาดใหญ่คาดว่ามีความยาวไม่ต่ำกว่า 15 เมตร,อิกัวโนดอนต์ พวกกินพืชขนาดกลางมีฟันคล้ายกิ้งก่าอิกัวน่า,แฮดโดรซอร์หรือไดโนเสาร์ปากเป็ด ไดโนเสาร์เหล่านี้มีอายุอยู่ในยุคครีเทเชียสตอนต้น ประมาณ 100 ล้านปีก่อน
