Единственный в Казахстане палеонтологический музей мезозойского периода находится в городе Атырау. Музей небольшой, экспозиция занимает всего две комнаты, однако уникальности собранных здесь экспонатов могут позавидовать многие музеи мира. Все экспонаты музея подлинные, большинство из них были найдены в Атырауской области. Музей уникален ещё и тем, что вся его экспозиция была собрана одним человеком - краеведом-палеонтологом Юрием Александровичем Пастуховым. В течении 20 лет Юрий Пастухов вместе со своими учениками ездил в экспедиции по Атырауской области и собирал уникальные свидетельства далекого прошлого нашей планеты, так постепенно складывалась экспозиция будущего музея. Создание музея стало практически частной инициативой и долгие годы он существовал как небольшой личный музей, недавно удалось найти спонсора и поддержку со стороны областного историко-краеведческого музея.
Палеонтологический музей стал филиалом, это позволит расширить экспозицию и получать финансирование для новых экспедиций. Благодаря спонсорской помощи удалось провести ремонт помещений и реконструкцию всей экспозиции музея. Теперь она выстроена в четкую логическую цепочку. Вся экспозиция музея называется “Добро пожаловать на берег мелового моря!", посетитель проходя от стенда к стенду видит перед собой все этапы появления и развития жизни на нашей планете. Кроме того в музее появились новые разделы - это «Становление палеонтологии как науки» и «Вымершие крупные млекопитающие», благодаря ним можно проследить эволюцию, уходящую своими корнями на сотни миллионов лет назад. В общей сложности, в музее собрано несколько сотен экспонатов - это зубы доисторических акул, окаменелости мегалодонов, плезиозавров и моллюсков. А также останки мамонтов, шерстистых носорогов, первобытных туров и оленей, обитавших 100-150 миллионов лет назад.
На территории Западного Казахстана представлено около 70% окаменелостей мелового периода. Многие экспонаты настолько уникальны, что не поддаются точному научному определению и нуждаются в исследованиях. Нужно сказать, что все находки Юрия Пастухова далеко не случайны, Атырауская область как и практически весь Западный Казахстан являются своеобразным раем для палеонтолога. Сотни миллионов лет назад там где сейчас находиться бескрайняя жаркая степь, плескались волны огромного моря, а на территории Атырауской области водились доисторические рыбы, морские животные и гигантские акулы. Вся территория Западного Казахстана находилась в центре огромного моря, протянувшегося с территории Подмосковья до Западной Сибири. Кстати, именно благодаря этому доисторическому водоему в Казахстане появилась нефть. Останки водорослей, рыб, моллюсков за десятки миллионов лет преобразовались в черное золото. Уникальные меловые плато прикаспия среди которых особенно выделяется плато Актологай, представляют огромный интерес для мировой науки. Несмотря на то, что такие уникальные палеонтологические памятники лежат у нас практически под ногами, изучены они, по-прежнему, весьма мало, глубокие научные исследования на Актологае могли бы стать сенсацией и перевернуть многие современные представления о том, какой была Земля сотни миллионов лет назад. Палентологический музей в Атырау может иметь большое научное значение и стать отправной точкой для развития Казахстанской палеонтологической науки. Атырауский палеонтологический музей открыт и всегда ждет своих посетителей, а разобраться в довольно не простом мире доисторической природы всегда могут помочь его опытные сотрудники.
Атырауский областной историко-краеведческий музей был создан в 1939 году на базе школьного музея по решению Верховного Совета Казахской ССР. Его официальное открытие состоялось 5 ноября 1940 года. Сейчас в музее хранится 52 720 предметов. Экспозиция музея размещена в залах археологии, этнографии, истории края XII-ХХ веков, современной истории, истории культуры и литературы, «Загадка века», «Созвучие веков». Ежегодно фонды музея пополняются в среднем на 400 экспонатов.
Атырауский областной музей изобразительного и декоративно-прикладного искусства был основан по решению Исполнительного комитета Атырауского областного Совета народных депутатов от 15.11.1990 года. Музей открыт 2 апреля 1992 года. Коллекция постоянно пополнялась и на данный момент она составляет 1294 экспоната.