Il territorio ticinese offre l'opportunità di documentare una storia della vita sulla Terra antica di 300 milioni di anni, dal periodo Carbonifero ad oggi, su distanze brevi e con lacune ridotte. Lo sviluppo di questa tematica costituisce l'oggetto dell'esposizione permanente.

Alcune successioni sedimentarie appartenenti al Mesozoico delle Alpi Meridionali, come quella della Soglia di Lugano (Monte San Giorgio) e del Monte Generoso (Gole della Breggia), sono conosciute a livello mondiale per la loro completezza e per l'importanza del loro contenuto di fossili, prevalentemente marini.

La successione del Monte San Giorgio è particolarmente nota nella sua parte risalente al Triassico medio, che custodisce splendide faune fossili a vertebrati, con esemplari spesso completi di rettili marini e pesci. Per quanto riguarda il Triassico marino, si tratta senza dubbio della fauna a vertebrati più ricca al mondo, sia per numero di specie sia per numero di individui.

Le Gole della Breggia, primo geoparco svizzero, racchiudono invece una spettacolare successione pelagica di età giurassico-cretacica, che non ha rivali nell'arco alpino. Essa costituisce un vero e proprio archivio della storia della Terra, esteso in modo pressoché completo su un intervallo di tempo lungo circa 100 milioni di anni.

Documentando la storia della Tetide, l'antico oceano dai cui sedimenti sarebbero poi sorte le Alpi, la serie delle Gole della Breggia ci trasmette nel contempo basilari informazioni su avvenimenti a scala globale (mutamenti climatici e variazioni del campo geomagnetico, ad esempio).

Altri tasselli della storia della Terra precedenti (principalmente le flore fossili nei conglomerati carboniferi di Manno) o successivi a quelli citati (tra cui le associazioni fossili del Pliocene marino del Mendrisiotto, unico esempio di questo tipo in Svizzera) contribuiscono a fare del Ticino meridionale una vera e propria palestra per la geologia, conferendogli un elevato potenziale non solo scientifico ma anche didattico e divulgativo.

A nord delle Alpi Meridionali, persino alcune serie metamorfiche presenti nella parte settentrionale del cantone, quali quelle del Campolungo e del Lucomagno, conservano sporadiche ma preziose testimonianze di organismi marini.