Les col·leccions geològiques custodien un important patrimoni natural i estan formades per tres importants col·leccions de referència nacional i internacional: paleontologia (fòssils i làmina prima), petrologia (roques i làmina prima) i mineralogia (minerals, gemmes i meteorits).
Les col·leccions estan allotjades al Museu i són conservades i estudiades per geòlogues i geòlegs especialitzats que les documenten (inventariant, catalogant, informatitzant i publicant les bases de dades) i faciliten el seu ús a la comunitat científica. Es valen, per fer-ho, dels laboratoris especialitzats del Museu.