Grazie all’iniziativa di Giovanni Capellini (1833-1922), che fu il primo presidente e fondatore della Società Geologica Italiana, nel 1881 venne inaugurato presso il Dipartimento di Scienze della Terra dell’Università un museo geologico. A oggi contiene una raccolta di circa trentamila pezzi raccolti da Capellini tra il 1860 e il 1911. Inoltre, il museo custodisce anche le collezioni storiche di Marsili, Aldrovandi e Monti, la ricca collezione di pesci fossili di Bolca (1870), la più grande collezione d’Europa di Cicadeoidee e i due scheletri del proboscidato Mastodon arvenensis e il fossile del maldentato Scelidoterium capellinii. Vi è anche un modello, lungo 26 metri e alto 4, del dinosauro del Giurassico Diplodocus Carnegiei.

All’interno della stanza marsiliana sono presenti sedici pezzi, tra cui quattordici appartenenti a elefanti fossili, come il Palaeoloxodon e il Mammuthus, descritti e figurati dal Marsili nel suo “Danubius Pannonico Mysicus observationibus geograficus...perlustratus” del 1726. Inoltre, è conservato un legno fossile di Lithoxilon secundum ex Transilvania citato nell’instrumentum donationis del 1711, cioè il catalogo a stampa della prima donazione. Si segnala, infine, il singolare modello di miniera, dono di Federico Augusto Elettore di Sassonia a Marsili. Il museo conserva le catene che per due anni cinsero le caviglie del Marsili, prigioniero dei turchi, donate quale ex voto alla Vergine Annunziata nella cappella dell’istituto da lui stesso fondato.