Attualmente le collezioni paleontologiche sono costituite da circa 100.000 reperti, distribuiti in numerose raccolte, molte delle quali rivestono notevole importanza sia per il contenuto scientifico che sotto il profilo storico e museale. I reperti fossili conservati sono rappresentati da vertebrati e invertebrati (marini e continentali), e da vegetali, vissuti dall’Era Paleozoica all’Era Quaternaria. Fra questi si annoverano 244 fossili tipo, esemplari unici di riferimento per la tassonomia mondiale rappresentati principalmente da trilobiti e, subordinatamente, echinodermi, ammoniti, bivalvi, gasteropodi, rettili e pesci.
L’intero patrimonio paleontologico è suddiviso in quattro macroaree principali:
Collezione generale (circa 76.000 reperti), costituita da esemplari appartenenti prevalentemente al gruppo degli invertebrati, raccolti nel corso delle attività di rilevamento per la realizzazione della Carta Geologica d’Italia, e nelle campagne di ricerca nell’ex Africa coloniale italiana; ma anche risultato di scambi, acquisti e donazioni.
Collezioni storiche (circa 20.000 reperti), raccolte prestigiose, costituitesi fin dalla nascita del Laboratorio paleontologico, rappresentate da vari gruppi tassonomici con localizzazione regionale, oggetto, fin dal secolo scorso, di studi e pubblicazioni da parte di illustri scienziati. Sono definite sia con il nome del gruppo di appartenenza (Collezioni Graptoliti, Ammoniti, Rudiste, Ittiofauna) che con il nome dello studioso che le costituì o studiò (Collezioni Bonarelli, Canavari, Checchia Rispoli, Curioni, Malatesta, Meneghini-Rasetti). Di enorme valore la presenza in queste raccolte della quasi totalità dei “Tipi” conservati, rappresentati da trilobiti, echinodermi, ammoniti, bivalvi, gasteropodi, rettili e pesci.
Collezione vertebrati (circa 3.000 reperti), costituita prevalentemente da reperti appartenenti alla mammalofauna plio-pleistocenica, provenienti da giacimenti della Campagna romana, della Toscana e della Sicilia.
Collezione vegetali (circa 600 reperti), comprende sia esemplari isolati che diverse raccolte di vegetali fossili provenienti da località italiane e straniere fra cui, di particolare pregio, quelle paleozoiche provenienti dai bacini minerari carboniferi della Germania, della Polonia e della Sardegna, nonché dai depositi permo-triassici della Toscana.
