Das Paläontologische Museum von Montevarchi, das sich in den Räumlichkeiten eines mittelalterlichen Franziskanerklosters um den Kreuzgang von San Lodovico aus dem 15. Jahrhundert befindet, ist das Ergebnis der Aktivitäten der Accademia Valdarnese del Poggio, die im Jahr 1805 gegründet wurde.

Der anfängliche Kern der Fossilien wurde mit Proben aus dem Valdarno zusammengetragen, einem der wichtigsten fossilen Becken Europas. Im Jahr 1810 untersuchte Georges Cuvier, der Begründer der Paläontologie und vergleichenden Anatomie, die Fossiliensammlung. In den folgenden Jahrzehnten erweiterte das Museum, das 1829 für die Öffentlichkeit zugänglich wurde, seine Sammlung weiterhin dank der Hinweise der Bürger. Heute besteht die Sammlung aus etwa 3.000 Exemplaren.

Ende 2014, nach einer langen Restaurierungsphase, öffnete das Museum seine Türen mit einer neuen Ausstellung, die es den Besuchern ermöglicht, die Evolution der Naturgeschichte des Valdarno ab etwa 3 Millionen Jahren wissenschaftlich fundiert und pädagogisch effektiv zu entdecken. Die neue Ausstellung umfasst auch das außergewöhnliche Fossil des kürzlich in der Nähe von Terranuova Bracciolini (AR) entdeckten Mammuthus meridionalis, das vor Ort ausgegraben und restauriert wurde und seit Dezember 2019 in einem eigenen Raum ausgestellt ist.

Im Jahr 2016 wurde die archäologische Abteilung Alvaro Tracchi eröffnet, in der zahlreiche etruskisch-römische Funde aus dem Valdarno und etruskische Funde aus der Gegend von Viterbo ausgestellt sind.

Die neue Abteilung ergänzt den paläontologischen Rundgang und bietet einen vertieften Einblick in die historischen Merkmale der menschlichen Präsenz in der Region.

Der Museumsrundgang umfasst den beeindruckenden Großen Saal der Akademie, in dem eine reiche Sammlung bibliografischer Materialien untergebracht ist, darunter zahlreiche Inkunabeln und alte Ausgaben aus den Bibliotheken der aufgelösten Klöster im Valdarno-Gebiet.