Загальна тематична структура музею наступна:
2) Історія вітчизняного мерзлотоведения (зародження мерзлотоведения в Якутії, в Росії; біографія М.І.Сумгіна; Якутська експедиція СОП).
3) Мерзлотоведение в Якутії (П.І.Мельніков; меморіальний кабінет академіка П.І.Мельнікова; мерзлотной станція ІНМЕРО; СВО ІНМЕРО; Інститут мерзлотоведения СО РАН; галерея видатних вчених-мерзлотоведов; історія наукових напрямків; підрозділи інституту; культурне життя інституту) .
Даний розділ Музею представляє широкий зріз інформації про перших дослідах вивчення вічної мерзлоти. Він стоїть на початку екскурсійного маршруту з метою позиціонування Якутії як батьківщини мерзлотоведения, створюючи образ-загадку Сибірського сфінкса «суворий край, що породжує вершини людського духу». Подальша експозиція дає більш докладний наукове розкриття цього образу.
Шахта Шергина - унікальний пам'ятник російської історії та науки, що знаходиться на території міста Якутська. Тут вперше в світі була виміряна негативна температура гірських порід на многометровой глибині (116,4 м). Її проходка була розпочата в 1828 р і тривала 9 років. У сорокових роках минулого століття А.Ф.Міддендорф виміряв в ній температуру мерзлих грунтів до глибини 116 м і на підставі цих даних зробив ряд наукових висновків: про термічному градиенте в мерзлих породах, про потужності мерзлої товщі і т.д. Ця шахта, створена з суто практичною метою (отримання прісних підземних вод), зіграла важливу роль у розвитку науки про мерзлоті. Тим самим було доведено існування в Сибіру мерзлих товщ значної потужності. Михайло Іванович Сумгін, основоположник науки про вічну мерзлоту, називав місто Якутськ колискою мерзлотоведения.
У районі м Якутська потужність багаторічномерзлих порід становить 250-350 м. Підземна лабораторія Інституту мерзлотоведения створена в 1967 р з метою вивчення многолетнемезлих порід в природних умовах.
Її приміщення вироблені в піщаних відкладеннях р. Олени. Верхня галерея знаходиться на глибині п'яти метрів, нижня - дванадцяти, а сама нижня точка лабораторії (пол в одній з камер) відповідає позначці 15 м від поверхні.
Проходка галерей і камер цієї підземної виробки виконана буропідривних способом з подальшим вирівнюванням стін і підлоги відбійними молотками. Довжина нижньої галереї в початковий період становила 30 м, ширина 3,5 м, висота 2,5 м. Приблизно такі ж розміри має і верхня галерея. В кінці нижньої галереї є шахта, що служить для спуску і підйому важкого обладнання, зразків грунту і т.д.
Піщані і супіщані грунти, що вміщають нижню галерею, містять 20-30% льоду (за вагою) і незначна кількість повітря (1-3% за обсягом). При температурі мінус 4,0 ° стан цього грунту наближається до міцності бетону.
Для багатьох експериментів, вироблених в підземній лабораторії, необхідна постійна негативна температура, тому нижня галерея закладена на горизонті нульових амплітуд коливань температури мерзлих грунтів (12-15 м) під будівлею Інституту мерзлотоведения. Взимку і влітку температура повітря в нижній галереї (як і навколишніх порід) зберігається практично незмінною і близькою до -4 ° ... -5,0 ° С. Відносна вологість повітря в приміщеннях підземної лабораторії коливається від 70 до 100%.
У підземній лабораторії Інституту мерзлотоведения виконується широке коло досліджень властивостей мерзлих грунтів і процесів, що протікають в них при впливі людини і в природних умовах. Тут визначаються теплофізичні, механічні, фільтраційні, акустичні властивості мерзлих грунтів, їх вік, гранулометричний склад і т.д. Крім того, проводилися комплексні дослідження моделей буронабивних паль, тривалої міцності мерзлих грунтів і льоду, сублімаційних і фільтраційних процесів, поведінки мерзлих грунтів при динамічних навантаженнях і ін.
На базі підземної лабораторії виконані фундаментальні роботи з вивчення механічних властивостей льоду, фізико-механічних властивостей мерзлих і відтають грунтів Якутії, повзучості мерзлих грунтів і ряд інших. Результати цих досліджень використовуються при проектуванні і будівництві промислових і житлових будівель, гідротехнічних споруд, доріг, газо- і нафтопроводів. На підставі деяких з них розроблені розділи будівельних норм і правил, різні рекомендації та методичні вказівки.
У приміщеннях підземної лабораторії проводять цікаві досліди різні інститути та організації Якутії, Росії, Японії, Німеччини та інших країн. У співпраці з Інститутом мерзлотоведения або за окремою програмою тут працювали інститути Янц, Красноярський ПромбудНДІпроект, ВНІІСТ, ВНІІГАЗ (Москва), ЯГУ, ЯкутПНІІС і інші.
Під експозиційний зал в інституті виділено приміщення загальною площею 150 кв. м (великий зал і дві кімнати). Основні експонати розміщені у великому залі. В одній з кімнат відтворено робочий кабінет академіка П.І.Мельнікова.
Інформаційне забезпечення - Наукова рада по музеях СО РАН
Програмно-технічні рішення, дизайн, технічна підтримка - Мультимедіа центр НГУ