南科考古館設有四個常設展廳，分別為「第1廳：南科五千年」、「第2廳：史前生活面面觀」、「第3廳：科學的考古學」、「第4廳：兒童廳」及一「特展廳」。另外，館內擁有全臺首座考古秘室，以開放性的庫房展示，讓民眾透過玻璃窗一覽研究人員整飭文物的過程。
兒童廳係為親子遊客打造的遊戲想像空間，讓大、小朋友透過想像與創意認識史前文化，以南島語族神話作為展示元素，透過劇場、動手做、互動裝置及遊戲等方式，更貼近史前人的思維與想像。
展廳內以神話傳說為主軸貫穿，「海洋環形劇場」:讓觀眾乘坐在木筏上，身歷其境般的享受一場奇幻旅程;「神話故事區」:以多媒體光雕技術將觀眾繪製之圖樣投影到牆面上，形成有趣的互動;「火的傳說」:動動手思考史前人如何透過鑽木及燧石來取火，「太陽與樹精靈」:結合史前意境的溜滑梯、球池、攀爬網體適能區;「森林迷宮」: 透過聽聲辨位來尋找獵物進行團隊競賽，「遊戲活動區」: 提供大小朋友團康遊戲及教具盒互動之空間。此外，配合教育推廣活動的戶外遊戲區「沙坑」，更是打造親子互動操作的考古挖掘遊戲體驗！
在飽覽館內展覽之外，民眾可參觀周圍的景觀與公共藝術作品，如蔦松家、糖廍與棚屋造型意象涼亭等，藉由公共藝術共容博物館建築與園區整體之氛圍，創造藝術、民眾與南科考古館間無距離之對話空間。
館內一樓設有餐飲及商品店，結合考古元素打造獨具風格的服務空間，餐廳桌椅、造景均由紙質製成，可享用美味的紙火鍋、簡餐、咖啡及各式的親子套餐外，還有各種DIY紙藝品以及南科考古館特色商品將與大家見面。
