À partir du XIXè siècle, le site de Chaillac est exploité afin d’en tirer du fer. Suite au creusement d’un premier puits minier en 1954, on y découvre également la présence d’un important filon de fluorine : c’est la naissance de la mine du Rossignol. Cette dernière sera exploitée jusqu’en 2003.
En 1975, le gisement de baryte présent sur le site commence également à être exploité sur le site des Redoutières, au sein d’une mine à ciel ouvert. Lorsque celle-ci ferme en 2006, cela marque la fin définitive des activités minières à Chaillac.
Si le musée présente certes des objets relatant l’histoire de la mine, comme des wagonnets utilisés pour transporter la fluorine hors du puits, la majorité des pièces présentées sont des minéraux. Certains sont issus du site de Chaillac, notamment les minerais issus du site tels que la fluorine ou la barytine. D’autres proviennent de sites nationaux (comme le massif des Cévennes) ou même internationaux (Maroc, Tanzanie, Russie, Brésil, et bien d'autres). La visite permet également de comprendre le processus de formation des gisements de minéraux, grâce à la présence de minerais correspondant aux différents stades de ce processus.
Le musée propose également aux visiteurs de participer à un escape game autour du thème des minéraux (sur réservation), ce qui permet aux petits comme aux grands de partir à la découverte de l’univers minéral de manière ludique.
Un cristal de cérusite issu de la mine du Rossignol de Chaillac, parmi les plus grands découverts en France (presque 7cm de diamètre), est exposé au muséum d’Histoire Naturelle de Paris !