La sezione speleologica del Museo della Rocca di Monfalcone comprende la Mostra Permanente Speleologica situata appunto nella Rocca, una piccola fortezza posta in cima all'omonimo colle, e i laboratori che si trovano in via Valentinis (sempre a Monfalcone). La mostra permanente, come da depliant (italiano) e (inglese), è articolata in due sale espositive. L'inferiore contiene 4 vetrine ove sono illustrati in dettaglio i vari tipi di rocce, i fenomeni carsici epigei, quelli ipogei, le concrezioni di grotta, il diorama di una grotta ideale, la fauna ipogea; contiene anche 5 griglie con tabelle illustranti le varie zone orografiche della regione Friuli Venezia-Giulia (Catena Carnica, Alpi Tolmezzine, Alpi Giulie, Prealpi Carniche, Prealpi Giulie, Prealpi Venete, Collio e Carso) con, per ognuna di esse, una breve descrizione geologica, l'indicazione con rilievo e foto della grotta più profonda, le grotte turistiche e le grotte più significative relativamente a insediamenti umani preistorici. Una delle cinque griglie è dedicata al territorio del comune di Monfalcone con tutte le grotte ivi esistenti; infine un plastico raffigurante un ideale territorio carsico con le sue evidenze epigee ed ipogee.

La sala superiore comprende 9 vetrine che parlano della vegetazione, della storia della speleologia, delle attrezzature e degli abbigliamenti usati dagli speleologi dal secondo dopoguerra ai giorni nostri, della metodologia di ricerca di cavità con sistemi empirici e scientifici, delle "brecce ossifere" (rocce sedimentarie contenenti resti di mammiferi del periodo quaternario). I laboratori di via Valentinis vengono usati per sezionare ed osservare campioni di concrezioni, di rocce ecc.
La sezione speleologica pubblica le sue ricerche e la sua attività nella rivista "Natura Nascosta"