«История геологического развития Сахалина и Курильских островов» – дает общее представление об истории Земли, рассказывает об истории геологического развития острова Сахалина от поздней эпохи мелового периода до настоящего времени, о современных геологических процессах, происходящих на островах. В геологическом зале экспонируются уникальные реплики скелетов сахалинского динозавра Nipponosaurus sachalinensis и ископаемого млекопитающего десмостилюса Desmostylus hesperus, окаменелости растений и животных, геологический возраст которых насчитывает от 100 до 2 млн лет.