Il museo raccoglie importanti collezioni mineralogiche (tra le quali quella di Alberto Pelloux, considerata una delle più ricche d'Italia) e una collezione sistematica delle rocce magmatiche, metamorfiche e sedimentarie, che consentono la completa esplorazione, anche con l'ausilio di mezzi interattivi, delle proprietà e delle origini di rocce e minerali.

Tra i campioni fossili di maggiore rilevanza che si possono osservare nel museo, è senza dubbio menzionato lo scheletro fossile di una balenottera del Pleistocene Inferiore lunga 12 metri, ritrovata nella zona di Fesca (Bari) nel 1968.

Inoltre sono conservati antichi strumenti scientifici, utilizzati in passato per studi scientifici in campo mineralogico, paleontologico, petrografico e geofisico dai ricercatori dell’Università degli Studi di Bari.