○昭和５６年に山陰海岸自然科学館とした開館し、平成１８年度には県立博物館（教育委員会）に附置（同年８月には専任学芸員（海洋生物）を配置）され、山陰海岸学習館として運営を開始。その後、平成２２年４月２４日に、「山陰海岸ジオパーク構想」を踏まえ、山陰海岸ジオパークの拠点施設としてリニューアルオープンした。
○平成２７年に、ジオパークがユネスコの正式事業となり、翌平成２８年４月に「山陰海岸ジオパーク海と大地の自然館」を設置した。
○山陰海岸ジオパークエリア内で唯一学芸員が配置されている博物館的施設であり、兵庫県新温泉町立山陰海岸ジオパーク館とともに山陰海岸ジオパークの中核拠点施設として位置付けられている。
○当館は、山陰海岸ジオパークの特徴や魅力を各種資料や映像等で伝えるとともに、出前講座や体験学習の実施、他の施設との連携も含めて、教育普及や観光拠点としての役割を担っている。