En los modernos almacenes de Altamira, climatizados y adaptados a las máximas exigencias de conservación, se custodian importantes colecciones arqueológicas procedentes de diversos yacimientos cantábricos. Destacan, lógicamente, los fondos procedentes de las distintas excavaciones realizadas en la propia cueva de Altamira, pero aparecen representados otros yacimientos igualmente singulares como Chufín, Rascaño, Salitre, Juyo, La Pila o El Castillo.
Las primeras excavaciones en la cueva de Altamira las llevó a cabo su descubridor científico, Marcelino Sanz de Sautuola. Con posterioridad, se realizaron recogidas esporádicas de materiales y varias campañas de excavación que han puesto de manifiesto la existencia de dos niveles de ocupación, del Solutrense superior y del Magdaleniense Inferior, respectivamente. El derrumbe de la parte exterior de la cavidad, hace unos trece mil años, selló la entrada y permitió la excelente conservación de sus pinturas y grabados.
Yacimiento al aire libre situado en el entorno inmediato de la cueva de Altamira. Las piezas han sido clasificadas tipológicamente en el Achelense Superior. Los útiles más característicos son los hendedores tipo 0, los bifaces, los cantos tallados, tanto unifacial y bifacialmente, así como las raederas simples. Los materiales utilizados son la arenisca y la cuarcita procedentes de los ríos y terrazas fluviales cercanas.
Enorme yacimiento al aire libre situado junto a la cueva de La Pila. Ha sufrido de igual manera que ésta las consecuencias de la explotación de una cantera, por lo que actualmente se encuentra muy deteriorado. Ha proporcionado un ingente número de piezas del Achelense Superior, algunas de las cuales están depositadas en el Museo de Altamira a donde llegaron junto con los materiales de La Pila.
Descubierta por Alcalde del Río en 1903, contiene innumerables muestras de arte rupestre así como un yacimiento de singular importancia, con niveles arqueológicos que abarcan desde el Achelense hasta el Eneolítico. Esta secuencia aporta datos decisivos para el mejor conocimiento de los momentos de transición del Paleolítico Inferior al Paleolítico Medio y de éste al Superior, sus cronologías y los procesos que llevan aparejados en cuanto a sustitución de tipos humanos y de horizontes culturales.
Cueva Morín contiene un importante yacimiento arqueológico formado por 22 niveles del Paleolítico medio y superior. En el nivel 17, de época Musteriense, apareció un muro que delimitaba un recinto curvo en cuyo interior se encontró gran cantidad de útiles en piedra y huesos trabajados. También en el nivel 8, de época Auriñaciense, apareció otra estructura separada por una mampara de pieles de la zona ocupada como necrópolis, donde se han distinguido las huellas dejadas en la arcilla por la inhumación de cuatro individuos.
La cueva se abre en un paraje de montaña, sobre la margen izquierda del río Miera. Contiene niveles de los periodos Auriñaciense, Magdaleniense y Aziliense. El pequeño yacimiento debió ser habitado por un reducido grupo humano dedicado a la pesca de salmones y truchas y a la caza intensiva de la cabra montés, cuyos restos suponen el 85 % de toda la fauna identificada. La mayoría son ejemplares adultos, especialmente machos, que han sido cazados principalmente durante el verano.
La situación de esta cueva es muy similar a la del Rascaño, en el mismo valle del Miera, en una ladera abrupta, desde la que se domina el fondo del valle y el río. Fue descubierta en 1903 por Lorenzo Sierra quien identificó la existencia de un importante yacimiento arqueológico y de pinturas rupestres en el interior de la cueva. La secuencia estratigráfica es dudosa debido a la ausencia de excavaciones sistemáticas, aunque se han identificado niveles del Paleolítico Superior y Aziliense.
La cueva se sitúa en el barranco del río Lamasón, afluente del Nansa, a escasa altura del nivel actual de las aguas del pantano de La Palombera. Contiene un importante conjunto de arte rupestre Paleolítico y un yacimiento arqueológico de época Solutrense. Este nivel ha proporcionado puntas solutrenses de muesca y de base cóncava y otros objetos realizados sobre cuarcita, cuarzo y, en menor medida, en sílex.
Fue descubierta en 1953 por Dn. Alfredo Garcia Lorenzo. El Juyo se abre en el fondo de una dolina, en un paisaje dominado por suaves formaciones cársticas. Dista aproximadamente 5 Km de la línea de costa actual. Contiene una importante estratigrafía del Magdaleniense Inferior Cantábrico que ha proporcionado interesantes colecciones de objetos en piedra, hueso y asta así como una importante información paleoambiental y económica. Sus habitantes practicaron la caza intensiva del ciervo, la recolección habitual de moluscos y recursos vegetales. En el nivel 4, se han descubierto una serie de estructuras interpretadas como un santuario, que han puesto de manifiesto la existencia de un complejo mundo de creencias.
La cueva de La Pila, amenazada por el avance de una cantera, fue excavada de urgencia, y poco tiempo después desapareció por completo. Era conocida por los habitantes del lugar que la habían utilizado para extraer tierra con la que abonar los campos. Con esta actividad destruyeron los restos de época alto-medieval, así como varios enterramientos de la edad del Bronce. El yacimiento paleolítico se componía de niveles del Aziliense y del Magdaleniense Superior-Final. Ha proporcionado importante información sobre la transición del Pleistoceno al Holoceno, así como una magnífica colección de arpones, azagayas, cinceles, y colgantes, algunos decorados.
Se descubrió esta pequeña cueva en el verano de 1928 al extraerse piedra con destino a la construcción de la carretera de acceso a la cueva de Altamira. Su interés es puramente geológico ya que está recubierta por bellas formaciones estalacmíticas y no se ha descubierto yacimiento arqueológico ni arte rupestre. No obstante, apareció el esqueleto de un individuo de la Edad del Bronce y los restos de un corzo, cuya presencia en el interior de la cueva sigue siendo un enigma.
La colección está formada por una selección de objetos de asta, hueso y piedra procedentes de diferentes yacimientos de Francia y España. Se desconoce en qué momento llegó al Museo de Altamira, si bien su procedencia bien pudo ser el Instituto de Enseñanza Media de Santander, hoy día Instituto Santa Clara, donde pudo tener fines educativos. No hay que olvidar, que este Instituto fue el lugar donde Sautuola y otros investigadores depositaban materiales arqueológicos en ausencia de un Museo Provincial de Prehistoria.
Existe un pequeño lote de materiales procedentes de yacimientos al aire libre con materiales líticos asignados al Paleolítico Inferior. Estos lotes, procedentes de recogidas superficiales realizadas entre 1979 y 1983, permiten una aproximación a los caracteres tecno-tipológicos de las estaciones al aire libre de la franja litoral cantábrica de las fases prewürmienses.