Paleontološki muzej Asenovgrad upravičeno velja za enega izmed najbolj zanimivih v državi. Njena izpostavljenost temelji na zbiranju fosilov zbranih več kot trideset let, amaterski znanstvenik Dimitar Kovachev, skupaj z lokalnimi šolarjev. Sčasoma pa se je zbirka artefaktov je postal veliko širši prek dela številnih strokovnjakov in muzej osebje vključuje profesionalne paleontologi. Prva razstava v muzeju je bil uradno odprt leta 1995 in se osredotoča predvsem na razvoj prazgodovinskih živali. Po mnenju strokovnjakov, eden od najpomembnejših eksponatov, predstavljenih v njej je okamenela okostje dinozavra štiri-meter Turoliana Dinoteriuma dobavljeno tukaj od Ezerovo.

Nekoliko kasneje je razstava, ki se nahaja v drugem nadstropju muzeja. V svojih tridesetih dvoranah se obiskovalci lahko seznanili z raznolikostjo flore in favne prazgodovinskem obdobju mezozoika Bolgariji.

Paleontološko muzej predstavil le v celoti ohranjeno okostje prazgodovinske hijene najdemo v Bolgariji, in edini preživeli cela glava sabljezobi tiger. Poleg zbirke muzeja, ki jih lahko najdete kopijo okostje metailurusa tigra, opičjih fosilov mesopitikus Delson, mastodons, antilope, gazele, konji hipparions in mnogi drugi. V prvem nadstropju so pokazale ostanke ogromne Rilo živali - dinoteriuma, vesivshego več kot 12 tisoč kilogramov in živi 8 milijonov let nazaj, v močvirnih območjih.. Ta kopija se šteje edinstven zato, ker je bolj ohranjene kosti.

Že impresivna sklad muzeja dopolnjujejo morske korale ocean fosilna, fosile plazilcev in želve. Asenovgradsko zbirka Neogen vretenčarjev miocenu in ima več kot 25 tisoč eksponatov štirideset različnih vrst. Tam je potekalo tudi aktivno paleontoloških študijo fosilizirane ostanke starodavnih živali, od katerih so mnogi še vedno slabo raziskani in je skorajda neznana moderne znanosti.