Luomus geologiska nationalsamling uppdelas i sten- och mineralsamlingar samt paleontologiska samlingar. Nationalsamlingen omfattar ca 50 000 mineral- och stenexemplar, ca 600 meteoriter och ca 44 000 fossil- och benexemplar samt markprov. Till specialiteterna i samlingen, som har byggts på sedan 1700-talet, hör bland annat finländska ädelstenar och meteoriter, Europas äldsta bergarter, Antarktissamlingen, mammutsamlingen och fossil från Åland.

En stor del av de värdefullaste exemplaren har donerats av kända historiska vetenskapsmän, såsom generalguvernör Fabian Steinheil (1762–1831), professor A. von Nordmann (1803–1866), kristallforskare A. Gadolin (1828–1892), forskningsresande och mineralog A.E. Nordenskiöld(1832–1901), professor Th.G. Sahama (1910–1983) samt professor Björn Kurtén (1924–1988).

Idag utökas samlingarna bland annat i samband med forskningsresor.

Sten- och mineralsamlingarna

Grundämnen som bildats i urexplosionen och i stjärnor strävar efter att ordna sig till kristallina ämnen, mineraler. Guld och kol förekommer ofta som grundämnen i naturen, men i flesta fall förenas grundämnen till mineraler, t.ex. väte och syre bildar is och fluor och kalcium fluorit. Mineralernas sammansättning berättar mycket om kristallernas uppkomstförhållanden såsom de rådande temperatur- och tryckförhållandena.  

Stenarter består av ett eller flera mineraler. Stenar uppkommer på vulkaniska områden genom att kristalliseras från flytande magma till magmastenar. Magmastenarna vittrar, lagras och hårdnar med tiden till ler-, sand- och kalksten vilka senare bildar nya metamorfa stenarter i samband med bergskedjeveckning eller t.ex. i trycket av en asteroidsammanstötning.