Permanentes
Sala Paleontológica
Presenta una colección de restos fósiles, de diversas especies de animales y formas de vida que precedieron a la actividad humana, tanto de Cochabamba como de otras partes de Bolivia, ordenados en secuencia cronológica.
El INIAM cuenta con los ejemplares fósiles más representativos de las eras Paleozoica, Mesozoica y Cenozoica, entre los que se destacan: antiguas huellas fósiles de invertebrados con una antigüedad de más de 400 millones de años, restos fósiles de trilobites, braquiópodos y otros, organismos de la era Paleozoica; también cuenta con los calcos fósiles de cocodrilos, tortugas y peces de la era Mesozoica, culminando con los restos fósiles de la megafauna (mastodontes, gliptodontes y megaterios) que habitaron los valles bolivianos durante la era glacial (Holoceno-Pleistoceno).
Sala Arqueológica
Como en un recorrido en el tiempo, el visitante podrá experimentar las vivencias de nuestros pueblos, desde la época en que éstos resolvían su diario vivir con utensilios de piedra y hueso, hasta que luego al descubrir otras técnicas y materiales, llegaron a conformar sociedades altamente desarrolladas. Ordenada en forma cronológica y con más de 2000 objetos en exposición, esta sala refleja los diferentes procesos y desarrollos precolombinos de Cochabamba, mostrando su diversidad alfarera, sus textiles, metalurgia, momias, idolillos de piedra o pachamamas, modificaciones craneanas, etc. También una síntesis arqueológica de Santa Cruz, Beni y el Chapare cochabambino.
Sala Colonial
Constituye en realidad una pequeña muestra de materiales coloniales, algunos que complementan tecnologías precolombinas con las coloniales.
Sala Etnográfica
Presenta materiales de la vida diaria de etnias y grupos de la Amazonía y Chaco boliviano, muchas de las cuales actualmente sufren intensos procesos de aculturación. Finalmente, una exhibición sobre la etnia andina Chipaya y una muestra de antiguos sistemas de escritura del periodo colonial, utilizados por la iglesia católica para evangelizar a los indígenas.