Экспозиция музея отражает все этапы развития нашей планеты. Коллекции, собранные за 255 лет существования музея со всех континентов Земли, дают представление о разнообразии минеральных видов, эволюции органического мира, геологических процессах, о богатстве природных ресурсов России и мира. В своих экспозициях музей развивает идеи В.И. Вернадского о единстве живого и косного планеты, о ее связи с космосом, об ответственности человека за сохранение окружающей среды.