C'est dans l'abri de Cro-Magnon que furent mis au jour, en 1868, les premiers restes d'Homo sapiens découverts (autour de - 35 000 ans). Sont réunis dans la sépulture, outre des outils et des pendeloques, cinq squelettes d'hommes modernes, dont le fameux « vieillard » de 50 ans et un enfant. Une exposition et un film holographique déconstruisent les idées reçues sur l'homme de Cro-Magnon. La balade pédagogique vaut le détour, notamment pour la vue sur la vallée de l'Homme et ses nombreux sites préhistoriques.