Γεωλογικές
Το τμήμα συντηρεί μια πλήρη συλλογή από τα χαρακτηριστικά πετρώματα και ορυκτά της Κρήτης καθώς επίσης και συλλογές ορυκτών και πετρωμάτων συγκεκριμένων περιοχών του νοτίου Αιγαίου και της ανατολικής Μεσογείου. Περισσότερα από 500 δείγματα πετρωμάτων και 1000 δείγματα ορυκτών υπάρχουν αυτή τη στιγμή στις συλλογές. Επιπλέον έχουμε χαρακτηριστικά πετρώματα και ορυκτά του Λαυρίου, της Κύπρου, και του Βελγίου.

Παλαιοντολογικές
Τα περισσότερα από τα απολιθωμένα είδη που έχουν βρεθεί στα πετρώματα της Κρήτης βρίσκονται στις συλλογές του τμήματος. Αυτά περιλαμβάνουν κυρίως απολιθώματα φυτών, μαλακίων, αχινών, κοραλλιών, ψαριών και θηλαστικών. Τα πιο σημαντικά απολιθώματα αφορούν στις νανώδεις μορφές ελεφάντων και ιπποπόταμων και επίσης στα οστά του Δεινοθήριου γιγάντιου (Deinotherium giganteum) που πρόσφατα ανασκάφηκε. Επίσης υπάρχουν πλήρεις συλλογές απολιθωμάτων φυτών από τις περιοχές Μακρυλιά Ιεράπετρας και Βρυσσών Χανίων και επίσης δείγματα φυτικών απολιθωμάτων του Απολιθωμένου Δάσους της Λέσβου και του Παλαιοζωικού αιώνα από την ανατολική Γερμανία.