Bộ mẫu địa chất - khoáng sản hiện đang được trưng bày tại Bảo tàng là sản phẩm của đề tài “Nghiên cứu sưu tầm tài liệu, mẫu vật về tài nguyên khoáng sản tiêu biểu của Việt Nam và các loại khoáng sản thuộc tỉnh Thừa Thiên Huế” do Bảo tàng Địa chất chủ trì thực hiện từ năm 2012 đến năm 2015. Bộ mẫu vật gồm 184 mẫu thuộc 12 nhóm khoáng sản với các loại khoáng sản sau:
- Nhóm sắt và hợp kim sắt: Sắt, mangan, crom, molypden, niken, volfram.
- Nhóm kim loại cơ bản: Chì kẽm, thiết, thủy ngân, antimon, đồng.
- Nhóm kim loại nhẹ: Titan, liti.
- Đất hiếm và kim loại hiếm: Đất hiếm
- Nhóm kim loại quý: Vàng
- Nhóm nhiên liệu: Than đá, dầu mỏ, urani.
- Nhóm hóa chất và phân bón: Apatit, photphorit, barit, fluorit, pyrit, than bùn, Serpentin.
- Nhóm nguyên liệu gốm sứ, thủy tinh và chịu lửa: Sét gốm, dolomit, felspat, quarzit, magnezit, kaolin, cát thủy tinh, sét chịu lửa, diatomit.
- Nhóm vật liệu xây dựng: Sét gạch ngói, sét xi măng, puzolan, cát sỏi, đá vôi, đá xây dựng và đá ốp lát, đá ong, đá phiến lớp.
- Nguyên liệu kỹ thuật: Graphic, muscovit, vermiculit, thạch anh tinh thể
- Đá quý và nửa đá quý: Ruby, saphire
- Nhóm nước khoáng, nước nóng
Năm 2019, Bảo tàng Thiên nhiên duyên hải miền Trung đã xây dựng hoàn thiện phòng trưng bày Địa chất - Khoáng sản nhằm giới thiệu bộ mẫu vật này đến với các nhà nghiên cứu, sinh viên, học sinh và khách tham quan.

Phòng trưng bày bộ mẫu địa chất - khoáng sản tiêu biểu của Việt Nam và tỉnh Thừa Thiên Huế
tại Bảo tàng