La sezione di Geologia si compone delle vetrine originali e riporta fedelmente l'assetto dato da Scarabelli nel 1874.

Si divide in 4 sezioni: rocce e fossili del versante adriatico dell'Appennino; rocce e fossili del versante tirrenico dell'Appenino, delle isole mediterranee e delle Alpi italiane; alcuni saggi e rocce minerali provenienti dalla Russia.