Экспозиция знакомит зрителя с коллекцией уникальных древних изделий из дерева, кости, рога, которые сохраняются крайне редко, только при определенной температуре и влажности. На большей части Евразии такие предметы не найдены до сих пор.

Коллекция собрана при добыче золота в конце XIX - начале XX века на Шигирском торфянике, в окрестностях современного города Кировграда. Предметы находили на разных приисках и на разной глубине: в торфе, в озерных отложениях - сапропелях и под ними в песке.

В 1888 году владелец территории граф Алексей Стенбок-Фермор передал в дар музею Уральского общества любителей естествознания 40 находок, положивших начало Шигирской коллекции. Затем она пополнялась за счет пожертвований частных лиц и покупки предметов у старателей, а также современных археологических раскопок.

В коллекции можно увидеть предметы охотничьего вооружения (наконечники стрел и копий, костяные кинжалы, деревянный лук), орудия рыболовства (наконечники острог и гарпунов, рыболовные крючки, поплавки и грузила для сетей, деревянные остроги и весла), предметы быта, орудия деревообработки (каменные топоры и тесла, медные кельты, железные топоры), предметы древней металлургии.

Самый известный экспонат - Большой Шигирский идол - найден 24 января 1890 года в торфе, на глубине 4 метра, по распоряжению графа передан в дар музею. Близкие аналоги Шигирского идола до сих пор не известны. Сегодня это самая крупная и древняя монументальная культовая скульптура из дерева на Земле.