旬邑大象犀牛化石馆位于旬邑县博物馆院内，县文体广场西侧。出土于旬邑县马栏镇西塬村的旬邑黄河剑齿大象犀牛化石，装架复原后现陈列于县博物馆内，其中，大象化石体长8.45米，高4.3米，犀牛化石体长4.8米，高3.1米，它们距今已有三百多万年，是研究黄河中游黄土高原古地质古气候，古地貌古生物的重要标本。大象化石体魄之大，象牙之巨都堪称世界之最，被誉为“世界第一象”犀牛化石是世界上复原装架的第一具完整板齿犀牛化石骨架。

旬邑黄河剑齿象化石 1975年出土于旬邑县马栏镇西塬村。1992年经西北大学专家研究复原装架起来，体长8.45米，高4.30米，生活在距今约300万年前的更新世。

世界首具板齿犀牛化石 与黄河象同时同地出土，1998年3月由北京自然博物馆和中国科学院古脊椎动物与古人类研究所修复装架起来，它体长4.8米，高3.1米，生活在距今约300万年前的更新世，是唯一完整复原的一个种类。

恐龙脚印化石 出土于旬邑县湫坡头镇八王庄村。2005年12月1日征集。三枚脚印呈倒写的“个”字，凸印在一块96*92*8cm的砂岩石板上。趾间关节印痕清晰可见。生活于侏罗纪晚期或白垩纪早期，距今约1亿3千万年。

转角古鱼化石 1977年6月出土于马栏镇转角村油房沟。形成于侏罗纪晚期或白垩纪早期，距今约1亿3千万年。长19.3cm，宽3cm，鱼眼、鳞、鳍、尾清晰可见，弥足珍贵。