La Sezione di Paleontologia del Quaternario occupa attualmente una saletta dell'edificio, già infermeria del campo di confino fascista, nel settore sud-occidentale del Castello.
E' dedicata ai sedimenti fossiliferi dell'Arcipelago Eoliano risalenti  al Quaternario, unica testimonianza della morfologia e delle forme di vita preesistenti alla comparsa dell'uomo sulle isole. In questo senso, offre una esposizione di fossili provenienti soprattutto da Lipari (Fig.1) e Panarea (Fig.2). Assolutamente straordinario per la sua unicità, un frammento pertinente allo scudo di una tartaruga terrestre, scoperto a Liparì, inglobato nelle piroclastiti di Valle Pera: il più antico "visitatore" dell’Arcipelago tutt'oggi noto (Fig.3).