Depuis 1818, le patrimoine géologique vaudois prend une forme inhabituelle au Naturéum: il ne s'agit pas seulement d'un patrimoine historique à travers les écrits et les observations des illustres géologues vaudois, mais également d'un patrimoine bien antérieur à l’humain. En effet, ici sont conservés et étudiés des roches sédimentaires et des restes organiques fossiles vieux de plusieurs milliers ou millions d'années: mammouths, dinosaures, requins, tortues, coquillages, palmiers ou encore des minéraux: cristaux, gemmes, minerais et météorites qui sont issus de processus et changements gigantesques ayant affecté notre Système solaire depuis sa formation il y a 4.6 milliards d'années. Ces merveilles sont à voir dans les salles d’exposition du Muséum au Palais de Rumine.
Les collections et archives géologiques du Muséum sont d'un intérêt multiple:
- Des collections historiques qui sont les témoins de l'histoire locale ou de celle de l'Académie, et qui peuvent servir à la compréhension de l'histoire des sciences de la Terre.
- Des collections scientifiques composées d'importantes collections nominales et de référence à disposition des chercheurs.
- Des collections publiques ou d'exposition qui sont constituées de nos pièces les plus significatives ou les plus remarquables.
- Des collections de doubles à disposition des enseignants et des écoles.
- Une bibliographie des collections.
- Un fond de photographies stéréoscopiques du début du XXe siècle.
- Les archives pétrolières vaudoises.
- Et d'autres archives géologiques trés précieuses.
Le Département de géologie gère aussi une médiathèque et partage sa bibliothèque avec la Faculté de géosciences et de l'environnment.
Mais les objets les plus gros de notre patrimoine que le Muséum cherche à préserver ne peuvent être rangés dans des petites boîtes ou sur des étagères, ce sont les géotopes, des sites géologiques remarquables.
