El descubrimiento de las pinturas polícromas de la Cueva de Altamira se produce en 1879 y se debe a D. Marcelino Sanz de Sautuola, hombre de formación erudita que rápidamente atribuyó una cronología paleolítica a su hallazgo, con lo cual se situó en la vanguardia de la Ciencia Prehistórica mundial.

En 1924 se inaugura el primer Museo de las Cuevas de Altamira, que estuvo en vigencia hasta los años 70 cuando comenzaron a funcionar nuevas instalaciones capaces de canalizar los más de 150.000 visitantes que por esta época se acercaban a conocer Altamira. La década 1970-80 fue un período de cambios y transformaciones, los problemas de conservación conllevaron al cierre de la cueva de Altamira al público, para permitir tanto su recuperación mediambiental como el estudio de los factores de conservación que la afectaban y por otra parte su titularidad pasó desde el Ayuntamiento de Santillana del Mar – su propietario desde el descubrimiento – hasta el Ministerio de Cultura, iniciándose una etapa marcada por la creación en 1978 del Museo y Centro de Investigación de Altamira y por su inclusión en 1985 en la Lista del Patrimonio Mundial de la UNESCO.

La nueva sede del Museo de Altamira, diseñada por Juan Navarro Baldeweg, se inaugura el 17 de julio de 2001 y cuenta con instalaciones que permiten mejorar la conservación e investigación del Monumento y de la Prehistoria de Cantabria, además alberga una reproducción fidedigna de la cueva de Altamira que garantiza también su divulgación, hasta ahora limitada a muy pocos visitantes al día, debido a las necesidades de conservación de las pinturas. La Colección del Museo de Altamira está integrada por la propia Cueva de Altamira, la Cueva de las Estalactitas, los restos arqueológicos procedentes de ambas, así como los materiales paleolíticos y mesolíticos de los principales yacimientos cántabros (El Castillo, El Juyo, Rascaño, Morín, etc.)