Η πρώτη ενότητα είναι αφιερωμένη στη γήινη λιθόσφαιρα και στις διεργασίες που διατηρούν ζωντανό το σύστημα «Γη». Με κατασκευές και οπτικοακουστικό υλικό ο επισκέπτης εξοικειώνεται με την εσωτερική δομή του πλανήτη και τη δομή της εύθραυστης και συνεχώς μεταβαλλόμενης λιθόσφαιρας πάνω στην οποία αναπτύχθηκε η ζωή. Πληροφορείται επίσης για την κίνηση των λιθοσφαιρικών πλακών οι οποίες συνεχώς κινούνται επάνω στη ρευστή ασθενόσφαιρα και η κίνησή τους αυτή συνδέεται με τη δημιουργία ηφαιστείων. Ο διαδραστικός παγκόσμιος χάρτης των ηφαιστείων δίνει τη δυνατότητα στον επισκέπτη να γνωρίσει τα σημαντικότερα ενεργά ηφαίστεια σε παγκόσμιο επίπεδο. Μια εντυπωσιακή μακέτα εστιάζει στη διαδικασία σύγκλισης των λιθοσφαιρικών πλακών στο χώρο της Ανατολικής Μεσογείου, στη βύθιση της Αφρικανικής λιθοσφαιρικής πλάκας κάτω από την Ευρασιατική πλάκα που λαμβάνει χώρα νότια της Κρήτης και στο μηχανισμό δημιουργίας του ενεργού ηφαιστειακού τόξου του Αιγαίου.

Αντιπροσωπευτικά πετρώματα από τον ωκεάνιο πυθμένα της Τηθύως και το ηπειρωτικό περιθώριο της Ευρασίας συνοδεύουν την οπτικοακουστική παραγωγή που παρουσιάζει τη γεωτεκτονική εξέλιξη του Ελληνικού χώρου που διαμορφώθηκε από τη σύγκρουση της Ευρασίας και της Αφρικής και τη σύνθλιψη και καταστροφή του ωκεάνιου χώρου της Τηθύως που τις χώριζε πριν από 250-65 εκατομμύρια χρόνια. Επεξηγείται ο μηχανισμός που οδήγησε στη συμπίεση και στην ανάδυση των πετρωμάτων, ώστε να δημιουργήσουν την εκτεταμένη χερσαία περιοχή που ονομάστηκε Αιγηίδα χέρσος, και καταλάμβανε τον χώρο του σημερινού Αιγαίου, της ηπειρωτικής Ελάδας και της Μικράς Ασίας.  

Το πυρίτιο αποτελεί ένα διαδεδομένο στοιχείο στον γήινο φλοιό και δημιουργεί πολλές ενώσεις που αποτελούν συστατικά πολλών ορυκτών και πετρωμάτων, που αποτελούν τα δομικά υλικά του γήινου φλοιού. Το διοξείδιο του πυριτίου συνδέεται άμεσα με τη δημιουργία του Απολιθωμένου Δάσους στη Λέσβο, αφού η απολίθωσή του είναι το αποτέλεσμα της «μόριο προς μόριο» αντικατάστασης των οργανικών ιστών των φυτών από διοξείδιο του πυριτίου πριν από περίπου 20 εκατομμύρια χρόνια. Παρουσιάζονται εντυπωσιακές μορφές των ορυκτών του πυριτίου όπως η ορεία κρύσταλλος, ο καπνίας, ο αμέθυστος, ο χαλκηδόνιος, ο μοναδικός πράσιος της Σερίφου, ο ροζ χαλαζίας κ.α.

Η ηφαιστειότητα είναι το κεντρικό θέμα της ενότητας. Δεσπόζει το πρόπλασμα του ηφαιστείου του Λεπέτυμνου, του μεγαλύτερου ηφαιστειακού κέντρου που λειτούργησε στη Λέσβο την περίοδο της έντονης ηφαιστειακής δραστηριότητας στο Βόρειο Αιγαίο, πριν από 16,5-21,5 εκατομμύρια χρόνια. Σε τομή του προπλάσματος εμφανίζονται τα πετρώματα του υποβάθρου της Λέσβου, αλλά και οι αλλεπάλληλες στρώσεις λάβας και ηφαιστειακής στάχτης, προϊόντα των διαδοχικών εκρήξεων του ηφαιστείου. Παρουσιάζονται επίσης μοντέλα διάφορων τύπων ηφαιστείων που συναντώνται στον πλανήτη μας. Σε οθόνες εμφανίζονται ηφαιστειακές εκρήξεις από διάφορα μέρη του κόσμου και τα προϊόντα τους. Τέλος, εκτίθενται μια πλούσια συλλογή εντυπωσιακών δειγμάτων ηφαιστειακών πετρωμάτων από τη Λέσβο αλλά και από άλλες περιοχές του ενεργού Ελληνικού ηφαιστειακού τόξου, εντυπωσιακά δείγματα λάβας και πυροκλαστικών πετρωμάτων, καολινίτη και οψιδιανού.

Η γεωλογική δομή της Λέσβου χαρακτηρίζεται από μεγάλη ποικιλία ετερογενών πετρωμάτων και γεωλογικών σχηματισμών που συγκροτούν ένα εντυπωσιακό ψηφιδωτό.  Η πολύπλοκη γεωλογική εξέλιξη της Λέσβου παρουσιάζεται στον μεγάλο γεωλογικό χάρτη της Λέσβου που συνοδεύεται από εντυπωσιακά δείγματα πετρωμάτων και στη συνθετική στρωματογραφική στήλη (τομή του φλοιού) που δείχνει την κατακόρυφη σχέση μεταξύ όλων των πετρωμάτων που εμφανίζονται στο νησί. Η αναλυτική στρωματογραφία των πυροκλαστικών σχηματισμών δείχνει τους επάλληλους ορίζοντες ηφαιστειακής στάχτης μέσα στους οποίους έχουν εντοπιστεί σε άριστη κατάσταση οι απολιθωμένοι κορμοί, ρίζες, καρποί, φύλλα και σπέρματα του Απολιθωμένου Δάσους Λέσβου. 

Η παλαιογεωγραφική εξέλιξη της περιοχής του Αιγαίου παρουσιάζει τα γεωλογικά φαινόμενα που συνδέονται με τη δημιουργία του Ελληνικού Αρχιπελάγους και που συνεχίζουν να επηρεάζουν τον Ελλαδικό χώρο μέχρι τις μέρες μας. 

Μέσα από παλαιογεωγραφικές αναπαραστάσεις που απεικονίζουν την εξέλιξη της περιοχής κατά τα τελευταία 25 εκατομμύρια χρόνια, παρουσιάζεται η εξέλιξη της περιοχής από τον κατακερματισμό της Αιγηίδας χέρσου, που ένωνε την ηπειρωτική Ελλάδα με τη Μικρά Ασία, ώς τη δημιουργία του Αιγαίου πελάγους. 
Το Αιγαίο είναι και σήμερα ενεργό όπως μαρτυρούν τα μεγάλα σεισμικά ρήγματα και τα επίκεντρα των μεγαλύτερων σεισμών που καταγράφονται. Η σύγχρονη σεισμικότητα  παρουσιάζεται μέσα από οθόνες συνδεδεμένες με τους σεισμολογικούς σταθμούς Σιγρίου, Θεσσαλονίκης και το χάρτη της σεισμικότητας σε πραγματικό χρόνο. Εκπαιδευτικός σεισμογράφος επιδεικνύει τον τρόπο καταγραφής των σεισμών, καθώς τα σεισμικά κύματα διεγείρουν το σεισμόμετρο, που βρίσκεται σε επαφή με το έδαφος, και στη συνέχεια μετατρέπονται σε γράφημα επάνω σε κινούμενο τύμπανο. 
 

Πολυάριθμα απολιθώματα θηλαστικών ζώων που έζησαν κατά τα τελευταία 20 εκατομμύρια έτη έχουν αποκαλυφθεί, μέσω ανασκαφικών εργασιών. Κάποιες από τις απολιθωματοφόρες θέσεις της χώρας μας είναι γνωστές, σε παγκόσμια κλίμακα, για την ποικιλία ζωικών ειδών, το μεγάλο αριθμό και την καλή διατήρηση των απολιθωμάτων. Τα απολιθώματα θηλαστικών ζώων που έχουν βρεθεί στην Ελλάδα προσφέρουν πολλές πληροφορίες για την εξέλιξη της ζωής στον πλανήτη μας και τη σύνδεση μεταξύ γεωγραφικών, κλιματικών και περιβαλλοντικών αλλαγών .  
Μεταξύ αυτών, παγκόσμιο ενδιαφέρον παρουσιάζουν τα εντυπωσιακά κρανία πρωτευόντων από τη Βόρεια Ελλάδα. Σε ειδικά διαμορφωμένες προθήκες εκτίθενται εκμαγεία κρανίων Μεσοπιθήκων και του Ουρανοπιθήκου του μακεδονικού από απολιθωματοφόρες θέσεις της κοιλάδας του Αξιού ποταμού στη Μακεδονία. Παρουσιάζεται επίσης το εκμαγείο του «διάσημου» κρανίου που βρέθηκε στο σπήλαιο των Πετραλώνων Χαλκιδικής και αντιπροσωπεύει το μεταβατικό εξελικτικό στάδιο μεταξύ του όρθιου ανθρώπου (Homo erectus) και του σημερινού νοήμονος ανθρώπου (Homo sapiens). Η ενότητα ολοκληρώνεται με εργαλεία από πυριτόλιθο της παλαιολιθικής εποχής που έχουν βρεθεί στη Λέσβο.