Iniziato nella seconda metà dell'Ottocento dal professor Luigi Bombicci, titolare della prima cattedra di mineralogia dell'Università di Bologna, il museo è attualmente composto da circa 50.000 pezzi, di cui solo 10.000 esposti, ordinati in varie collezioni: mineralogia sistematica, mineralogia regionale italiana, mineralogia-petrografia del territorio bolognese, petrografia sistematica, pietre antiche e moderne, meteoriti, ambre. Completano l'esposizione una raccolta di minerali fluorescenti, antichi strumenti ottici e materiali litici usati fin dalla preistoria