พิพิธภัณฑ์โลกล้านปี ตั้งอยู่ภายในวนอุทยานธารงาม พิพิธภัณฑ์แห่งนี้ก่อตั้งขึ้นตามโครงการท่องเที่ยวเชิงนิเวศน์ภูลมฝอย เพื่อพัฒนาสถานที่ท่องเที่ยวของจังหวัด โดยอาคารพิพิธภัณฑ์มีลักษณะคล้ายหอยโบราณ ภายในจัดแสดงนิทรรศการเรื่องราวของวิวัฒนาการสัตว์โลกล้านปีโดยเฉพาะไดโนเสาร์ นิทรรศการปรากฎการณ์น้ำท่วมจังหวัดอุดรธานี รวมถึงการจัดแสดงไม้กลายเป็นหิน กระดูกไดโนเสาร์ กระดูกจระเข้ มูลของสัตว์ดึกดำบรรพ์ เป็นต้น