All'interno della struttura, nell'ampia sala al primo piano, sono rappresentati i diversi ambienti naturali che si possono incontrare lungo la Valmarecchia: nel grande acquaterrario troviamo le specie vegetali e animali che popolano e animano le acque del fiume.

Al piano superiore un grande plastico consente una visione d'insieme della valle del Marecchia; la collezione di fossili del Pliocene (quando al posto del fiume c'era il mare), le rocce, ed i minerali della valle, oltre alla ricostruzione della vita medievale, con rocche e i castelli, permettono di scoprire un territorio che si è evoluto in maniera complessa e che tanto ha offerto, e continua ad offrire, alle genti che lo hanno abitato e che lo abitano.

All'esterno è stato allestito un sentiero botanico che si sviluppa su di un percorso ad anello attorno al borgo di Montebello e che offre la possibilità di riconoscere con facilità alcune specie di piante.

L'Osservatorio è un centro di educazione ambientale della rete INFEA della Provincia di Rimini ed è gestito da Atlantide in collaborazione con il C.R.E.N. (Cooperativa Ricerche Ecologiche Naturalistiche) di Rimini.