I musei hanno sede nel palazzo quattrocentesco che fu residenza degli Oliva, conti di Piagnano e signori di Piandimeleto. Il primo è nato dalla donazione da parte del professor Renzo Pieruccini e si compone di circa 5.000 esemplari tra rocce, minerali e fossili provenienti da tutto il mondo. Una sala è dedicata allo studio dei terreni e dell'interazione tra clima, suolo, flora e fauna, un'altra alla storia geologica del Montefeltro. Il secondo documenta la vita quotidiana, il lavoro agricolo e quello degli artigiani, anche con fotografie di case coloniche del Montefeltro e con oltre 600 oggetti e strumenti di lavoro. La stessa sede ospita inoltre l'Erbario delle Marche, con 240 esemplari tra piante, erbe e fiori, oltre alla sezione dei legni del Montefeltro. Infine in una stanza del palazzo è stata allestita una sezione dedicata all'araldica, che espone 30 stemmi araldici appartenuti alla famiglia Oliva