Museum Manusia Purba Klaster Dayu berada di Desa Dayu, Kecamatan Gondangrejo, Kabupaten Karanganyar. Daerah Dayu merupakan salah satu lokasi di Kawasan Cagar Budaya Sangiran yang penting karena menghasilkan temuan yang sangat fenomenal dan masterpiece di Kawasan Cagar Budaya Sangiran, yaitu spesimen tengkorak Homo erectus yang masih terkonservasi dengan baik pada bagian wajah. Potensi tersebut menjadi dasar dibangunnya Museum Manusia Purba Klaster Dayu. Tema dari Museum Manusia Purba Klaster Dayu adalah lokasi penemuan hasil budaya manusia purba tertua di Indonesia berupa alat serpih yang berusia 1,2 juta tahun silam dan lapisan tanah purba yang relatif lengkap, yang menggambarkan secara berurutan evolusi lingkungan sejak Sangiran berupa rawa hingga menjadi daratan. 

Museum Manusia Purba Sangiran Klaster Dayu berdiri sebagai saksi penting dalam perjalanan evolusi manusia, terletak strategis di dalam Kawasan Cagar Budaya Nasional Sangiran, dekat dengan lokasi penemuan tengkorak Homo erectus S-17. Temuan ini, mirip dengan yang ditemukan di Zhoukoudian, Tiongkok, memperkuat posisi Sangiran sebagai situs kunci dalam studi paleoantropologi global. Lapisan tanah di Klaster Dayu menunjukkan urutan stratigrafi lengkap yang memberikan wawasan terkait kondisi lingkungan dan kehidupan jutaan tahun yang lalu.