Creado en 1985 y ubicado originariamente en la Torre del Homenaje del Castillo, en la actualidad se encuentra en las dependencias del Palacio de Los Segura, en la Calle Tiendas. Recoge una colección completa de piezas que provienen de los diversos yacimientos del municipio.

El museo de Prehistoria de Orce propone un viaje por la historia más remota de la zona, hasta llegar a los restos de industria lítica, huellas de los primeros pobladores humanos en Europa.

Venta Micena, Barranco León y Fuente Nueva son los tres yacimientos que nutren de fósiles al museo. Se originaron en el borde de un gran lago hoy desaparecido, donde los animales se acercaban a beber, y muchos de ellos eran cazados y devorados por grandes carnívoros.

En el acogedor marco del Palacio de los Segura, ejemplo de edificación rural barroca de los siglos XVI-XVII, el Museo expone estas joyas de la arqueología, tan admiradas y valoradas por especialistas de todo el mundo.