Наша планета состоит из нескольких внутренних и внешних сфер, различных по составу, слагающих их веществ, окружающих земное ядро. Под действием внутренних сил планеты, поверхностных процессов и даже космических объектов Земля постоянно меняется. Движение литосферных плит, формирующих поверхность Земли, приводит к открытию новых океанов, созданию горных систем и изменению очертаний континентов. Рельеф поверхности Земли неразрывно связан с развитием земной коры. Всюду, где вещество Земли выходит на поверхность, оно попадает под воздействие процессов выветривания. Вода, покрывающая большую часть земной поверхности, также производит колоссальную геологическую работу. Земля – единственная планета, на которой существует жизнь. Живые организмы изменили облик планеты, в результате бесчисленного множества взаимодействий между живой и неживой природой.

Органический мир минувших геологических эпох представляют ископаемые животные и растения. Исчезнувшие с лица Земли палеозойские трилобиты, растительные миры пермского и каменноугольного периодов, мезозойские аммониты и белемниты, гиганты ледникового периода – мамонты, одно из самых крупных млекопитающих современности – голубой кит – свидетели развития жизни на нашей планете. «Каждое местонахождение ископаемых остатков является для нас как бы окном, через которое мы после детального исследования можем заглянуть в прошлое, окном, которое даст возможность через литосферу уловить тени биосферы минувших геологических эпох» (Иван Ефремов). Такими «окнами» стали всемирно известные местонахождения, расположенные в Германии. Животные позднеюрской эпохи – членистоногие, рыбы, иглокожие, археоптерикс, летающие ящеры – визитная карточка Золенгофена. Морские рептилии – морской крокодил, ихтиозавры разного возраста из Хольцмадена – дают представление о грозных обитателях мезозойских морей.

Современная систематика минералов насчитывает около 5000 минеральных видов, около 600 из них — редкие по размеру и качеству кристаллов, из отечественных и зарубежных местонахождений представлены в экспозиции. Минералы живут с нами в одном мире, являясь по сути основными «кирпичиками», из которых построена окружающая нас неживая Природа. Знакомство человека с миром минералов началось ещё на заре цивилизации, когда первобытные люди стали применять их в качестве орудия труда, оружия, украшения. Они привлекали внимание не только практической полезностью, но и своей красотой. К минералам, в которых гармонично соединились оба качества, относится малахит. Самый лучший малахит добывали на Урале. Его рисунки необычайно живописны.

Подмосковье относится к уникальным в геологическом плане регионам, где на достаточно небольшой площади выходят на дневную поверхность породы, образовавшиеся в каменноугольный, юрский, меловой и неогеновый периоды. Эти породы чаще всего перекрыты четвертичными ледниковыми образованиями. Состав пород, заключенные в них остатки ископаемых организмов, позволяют реконструировать геологическую историю Подмосковья, насчитывающую сотни миллионов лет. За это время морские условия не раз сменялись континентальными. Моря населяли животные, не встречающиеся ныне – трилобиты, фузулиниды, аммониты, белемниты, морские ящеры. Десятки тысяч лет назад здесь господствовали ледники и тундростепи, по которым бродили мамонты и шерстистые носороги. Затем эти земли стал осваивать человек, который нашел применение образовавшимся сотни и тысячи лет назад известнякам, пескам и песчаникам, глинам и фосфоритам.

Минералы и горные породы, ископаемые остатки животных и растений, экспонирующиеся здесь, собраны в конце XVIII – начале XX вв. выдающимися отечественными естествоиспытателями – профессорами Императорского Московского университета.
Г.И. Фишер фон Вальдгейм (1773-1853), Г.Е. Щуровский (1803-1884), В.О. Ковалевский (1842-1883), А.П. Павлов (1854-1929), М.В. Павлова (1854-1938), В.И. Вернадский (1863-1945) оставили яркий след в науке и много лет курировали музей, заботясь о пополнении и изучении его фондов. Здесь представлены и частные коллекции, связанные с именами известных отечественных государственных и общественных деятелей. Образцы из коллекций П.Г. Демидова (1738-1821), графа Н.П. Румянцева (1754-1826), графа А.К. Разумовского (1748-1822), графа С.Г. Строганова (1794-1882), князей Гагариных, графа А.Ф. Келлера (1883-1946), Л.П. Прохоровой (1882-не ранее 1928), выдающегося химика Г.Р. Германна (1805-1879) и почетного гражданина Москвы Н.П. Вишнякова (1844-не ранее 1927) привлекают своей красотой, редкостью и историчностью.

 24 октября 2011 г. Сергей Михайлович Миронов, лидер партии «Справедливая Россия», передал в дар музею замечательную коллекцию, включающую 1500 предметов, которую он собирал более 40 лет. В коллекции представлены окаменевшие остатки животных и растений, живших в различные геологические эпохи, метеориты, упавшие в разных регионах мира и изделия из драгоценных и полудрагоценных камней. Основную часть коллекции составляют образцы минералов в их естественном виде, поражающие многообразием кристаллических форм и агрегатов, композиционным совершенством и хорошей сохранностью из российских и зарубежных местонахождений. Среди них много редких и уникальных образцов, представленных крупными штуфами. Кварц и его разновидности по числу образцов самые многочисленные в коллекции. Особенно интересны образцы кварца с включениями — «волосатики», содержащие кристаллы рутила, турмалина и хлорита. В некоторых прозрачных кристаллах кварца можно увидеть «призрачный» контур кристалла меньшего размера, называемый «фантомом».

Кунсткамеры, создававшиеся на ограниченном пространстве, знакомили с миром во всём его многообразии. Они в миниатюре моделировали Вселенную, воплощая в себе идею единства микрокосмоса и макрокосмоса, отражая в себе мировосприятие человека. Где граница между живой и неживой природой и есть ли она? В «Геологической кунсткамере» показаны в сравнении разнообразнейшие внешние формы природных тел и примеры взаимодействия живого и косного, предоставляя посетителям возможность самим почувствовать великую гармонию Природы. Многие геологические объекты удивляют своей похожестью на окружающие нас предметы и вызывают определённые ассоциации. Природа в них выступает то скульптором, то архитектором. Подобно другим кунсткамерам есть здесь и редкости: кристаллы-гиганты; один из самых крупных в мире бивней мамонта; раковины аммонитов со следами укусов, охотившихся на них ихтиозавров; удивительные «стеклянные» породы — тенгизиты, образовавшиеся при пожаре на нефтяном месторождении Тенгиз в 1985 году.