Ундоровский палеонтологический музей – первый в России музей, созданный на уникальном местонахождении ископаемой фауны юрского и мелового периодов. Музей был открыт в 1981 году, изначально существовал как школьный, занимал всего одну классную комнату Ундоровской средней школы и в основном служил для занятий детского геологического клуба «Плутония».

В настоящее время в музей поступила уникальная коллекция раковин ископаемых головоногих моллюсков аммонитов, значительная часть, которой уже представлена в экспозиции. В числе коллекции присутствуют раковины, найденные при разработке выемки Президентского моста, на сегодняшний день местонахождений где еще встречается данный комплекс аммонитов практически не осталось, так как основная масса находок происходила из естественных разрезов в черте города. В витринах палеонтологического зала размещены и раритетные материалы, собранные палеонтологами на территории Ульяновской области в разное время. В их числе раковины развернутых аммонитов сохранность и полнота которых не имеет аналогов в других подобных собраниях музеев не только нашей страны, но и зарубежья, раковины ископаемых наутилусов, редчайшие экземпляры раковин головоногих с сохранившимся челюстным аппаратом, фрагмоконы безростровых кальмароподобных волгобесусов, ископаемые рыбы и многое другое. К числу аммонитов с развернутым типом строения раковины, представленным в экспозиции, относятся представители, впервые описанные с территории Ульяновской области нынешним директором музея, в 2014 году им были выделены аммониты в названиях которых были увековечены топонимы Сенгилеевского района, как места вблизи которых были сделаны находки – п. Елаур, с. Вырыстайкино, д. Мордово, ручей Брусянка и Калиновый овраг. В настоящее время в музей поэтапно передается коллекция головоногих переданная с территории Ульяновской области на кафедру палеонтологии Московского государственного университета, полное возвращение этой коллекции «на родину» будет являться существенным пополнением палеонтологического достояния региона.

Весомо пополнили коллекцию музея и остатки ископаемых морских рептилий. В одной из витрин музея размещен скелет эласмозавра, на сегодняшний момент это один из наиболее полных скелетов известных в России (при жизни имел длину порядка 7 м). Скелет был найден в окрестностях поселка Сланцевый рудник и извлекался в течении нескольких лет, так как вскрылся на поверхность не сразу. К его описанию уже приступила международная группа ученых в составе которой находятся и сотрудники Ундоровского палеонтологического музея. Сравнительно полный скелет другой рептилии – ихтиозавра Leninia stellans в настоящее время выставлен в экспозиции лишь частично, так как пока отпрепарирован лишь череп рептилии. Остальная часть скелета будет выставлена после завершения работ. Описание этого представителя ихтиозавров было сделано международной группой ученых еще в 2013 году, однако голотип (экземпляр на основе которого выполнено первое описание) представлен лишь фрагментом черепа, в настоящее время находящимся в экспозиции Ульяновского областного краеведческого музея. Пересмотрение описания этого ихтиозавра на основе практически полного скелета, в составе которого находится уже полный череп с сохранившимся склеротическим кольцом, это одно из ближайших направлений научно-исследовательской работы Ундоровского палеонтологического музея, а также задач международного авторского коллектива.

В оформлении обновленной экспозиции музея использованы графические реконструкции ископаемых морских рептилий, любезно предоставленные одним из лучших не только в России, но и зарубежом специалистов художником–палеоллюстратором Андреем Атучиным (г. Кемерово). Его работы в настоящее время украшают музеи США, Австралии, Канады, Великобритании, Германии, Испании и многих музеев России.

Известный посетителям первый зал — зал природы музея, изменил свою структуру и теперь ориентирован на посвящение посетителей в геологические особенности региона и знакомство с основными, наиболее яркими представителями ископаемой фауны. В зале появились витрины, более полно представляющие как «Ульяновские самоцветы», так и полезные ископаемые, в том числе те, которым обязана своими свойствами Ундоровская минеральная вода. Витрины, ранее посвящённые современной флоре и фауне, теперь более полно расскажут о том, кто такие белемниты, и почему фрагмент внутренней раковины этих головоногих получил название «чертов палец», о том, как устроены раковины аммонитов и почему их внутренние перегородки имеют сложный узор, просматривающийся под перламутровым слоем, о том, как ископаемые наутилусы (основной территорией обитания которых являлся южный океан) попали в море, располагавшееся на территории нашего края 120 млн. лет назад. Отдельная часть зала теперь представляет остатки недавно описанного нового представителя титанозавров, получившего название Волготитан симбирскиенсис. В зале использованы иллюстрации художника — палеоиллюстратора Андрея Атучина (г. Кемерово), активно участвующего в современной жизни музея.

В апреле прошлого года музей уже сообщал об обновлении зала посвященного обитателям мезозойских морей Появившиеся новые экспонаты теперь более полно представляют зал и рассказывают об эпохе верхнемелового моря, остатки организмов которого встречаются в отложениях писчего мела, об эпохе тундростепей ледниковья и, так называемой, «мамонтовой фауне».

В экспозиции появился уникальный экспонат, найденный на территории Ульяновского государственного палеонтологического заказника — Геопарка «Ундория» в окрестностях д/о «Серебрянный источник» — часть черепа с сохранившимися основаниями рогов ископаемого оленя марала. Судя по размерам находки это одно из крупных животных так называемой «мамонтовой фауны». Проживал на территории Поволжья во времена плейстоцена (30-40 тыс. лет назад).

Уход от краеведческой структуры, связан, прежде всего, с концепцией развития музея. Палеонтологический музей должен представлять геологическое и палеонтологическое достояние региона, но никак не современную природу.