Fram till 1936 fanns det en Mineralogisk-Geologisk avdelning, där Otto Nordenskiöld, Walter Kaudern och Hans Lohmander verkade som föreståndare under olika tidsperioder. Den geologiska samlingen består av runt 18 000 objekt och dessa är uppdelade i mineral, bergarter och fossil samt material från gruvfält och expeditioner. Även osorterat material finns.

 
Mineral
Denna samling består av ca 4 800 systematiskt indelade mineralstuffer.

 

Bergarter
Bergarterna är samlade och uppdelade i magmatiska, metamorfa och sedimentära bergarter i ett större, men för stunden ej känt antal.

 

Fossil
Den sista delen av samlingen innehåller ca 4 000 fossil från kambrium till kvartär. Där finns fossil från de första fiskarna, förstenade kottepalmskottar, växtfossil från expeditioner t.ex. Svenska Polarexpeditionen till Spetsbergen 1873, fossil från Västgötabergen, Jämtland och Gotland.