Палеонтологический городской филиал Атырауского областного историко-краеведческого музея был создан 12 февраля 2003 года на основании приказа акимата Атырауской области №44. Сегодня общий фонд музея составляет 8 544 единицы хранения.
Палеонтологический музей — единственный в Казахстане музей, изучающий геологические слои земли и животный мир мезозойской эры. Уникальность и ценность собранных экспонатов вызывают интерес у многих музеев мира. Все они были найдены в пределах нашей области — на меловых горах Аккерегешын и Актолагай. Аккерегешын расположен в 60–70 км от города Кульсары, а Актолагай — на границе Актюбинской и Атырауской областей.
Экспозиционный зал музея знакомит посетителей с животным миром, существовавшим в нашем крае миллионы лет назад. Здесь можно увидеть окаменевших моллюсков, восьмилучевых кораллов, морских ежей, губок, медуз, червей, различные виды моллюсков и множество других представителей морской фауны, живших десятки миллионов лет назад. В экспозиции представлены кости и зубы древних акул, ихтиозавров и динозавров, окаменевшие растения, деревья и остатки животных.
Основное направление деятельности музея: знакомство посетителей с происхождением животных, живших миллионы лет назад, их окаменелыми останками, особенностями существования первых организмов, их видами, стадиями размножения и причинами исчезновения. Музей проводит познавательные и образовательные занятия для школьников, а также организует передвижные выставки.