Die Gegend rings um Holzmaden am Fuß der Schwäbischen Alb ist weltbekannt als Fundgebiet für Fossilien, die sich in den Schichten des Posidonienschiefers erhalten haben. Dabei handelt es sich um Meeresablagerungen, die vor 180 Millionen Jahren am Grund des Jurameers entstanden. Im Urwelt-Museum sind mehr als 400 Präparate aus diesen Schichten zu sehen. Die Sammlung umfasst Ichthyosaurier, Plesiosaurier, Krokodile, Flugsaurier, Fische und zahlreiche wirbellose Tiere (Seelilien, Ammoniten). Besondere Ausstellungsstücke sind ein fast 4 Meter langes Ichthyosaurier-Muttertier mit einem bereits geborenen Jungen und fünf Embryonen im Leib sowie eine über 100 Quadratmeter große Kolonie von Seelilien. Bernhard Hauff (1866-1950) war der Gründer des Museums, das sich heute zu einer modernen Einrichtung entwickelt hat. Neben riesigen Saurierversteinerungen werden auch Modelle und Schaubilder gezeigt. Hinzu kommen Multimedia-Präsentationen. Im Außenbereich gibt es einen Dinosaurierpark für Kinder.