Notevole interesse scientifico rivestono le collezioni malacologiche, della seconda metà dell'Ottocento, di Doderlein, Pantanelli e Coppi, quest'ultima donata nel 1926, con reperti provenienti dai terreni neogenici dell'Appennino tosco-emiliano, la raccolta dell'abate Mazzetti composta da spugne ed echinidi miocenici di Montese, la collezione di vegetali fossili del Carbonifero superiore donata dal conte Bentivoglio nel 1946 e la raccolta Montanaro Gallitelli con fossili da tutto il mondo. E' esposta anche una splendida serie di oltre 70 pesci fossili eocenici provenienti da Bolca (Verona), accanto a resti fossili di palme e piante sempre di Bolca.

La spettacolare "Sala dei Dinosauri" accoglie, fra i vari esemplari di rettili marini, due modelli di scheletri di dinosauro,un Camptosauro, vegetariano e un Allosauro, carnivoro, provenienti dallo Utah (USA), datati al Giurassico superiore. Vale la pena sottolineare, però, che dell'Allosauro il Museo possiede l'80% delle ossa originali.