მინერალოგიისა და პეტროგრაფიის მუზეუმში თავმოყრილია მინერალების და ქანების სისტემური კოლექციები მსოფლიოს თითქმის ყველა ცნობილი საბადოებიდან და რეგიონებიდან, აქვეა მინერალთა გეოქიმიური, გენეტიკური და ზოგიერთი ლითონის მთავარი მინერალების კოლექციები. გამოფენილია საიუველირო, სანახელავო და მოსაპირკეთებელი ქვები, აგრეთვე მინერალების კრისტალური მესერის მოდელები. მინერალოგიისა და პეტროგრაფიის სასწავლო-სადემონსტრაციო მუზეუმი მინერალოგიურ-პეტროგრაფიული ექსპონატების თვალსაზრისით ერთ-ერთი მდიდარი და მრავალფეროვანი მუზეუმია ამიერკავკასიაში. აქ გამოფენილია როგორც საქართველოს, ასევე ყოფილი საბჭოთა კავშირის რესპუბლიკებისა და საზღვარგარეთის ქვეყნების ცნობილი საბადოებიდან, მათი ცალკეული უბნებიდან როგორც მადნეული, არამადნეული და ქანმაშენი მინერალები, ასევე მათი ასოციაციები. აგრეთვე, ძვირფასი, სანახელავო, მოსაპირკეთებელი და სამშენებლო ქვები. მუზეუმი სამი დარბაზისგან შედგება, რომლებშიც საგამოფენო მასალა განაწილებულია თემატურად.
პირველი დარბაზი წარმოადგენს მუზეუმის მინერალოგიურ ნაწილს და ძირითადი ბაზაა სტუდენტებისთვის მინერალოგიის კურსის შესწავლის პროცესში. მინერალთა კოლექციები წარმოდგენილია მდიდარი, მრავალფეროვანი მასალით და შეიცავს როგორც ძველ კოლექციებს - შედგენილს სხვადასხვა კლასფიკაციების მიხედვით, ასევე ახალ მასალას. აქვეა წარმოდგენილი ”კრანცის” ფირმის უნიკალური კოლექციები მინერალთა კრისტალური ფორმების და ფიზიკური თვისებების მიხედვით. აქვეა ძვირფასი და სანახელავო ქვების კოლექციები, მათი ბუნებრივი წარმონაქმნები და დამუშავებული ფორმები. ფართოდაა წარმოდგენილი კვარცის ჯგუფის მინერალები, საქართველოს სულფიდური, ჟანგეული და სულფატური მადნები და საქართველოში გავრცელებული მარმარილოს სახეობები და სხვა მოსაპირკეთებელი ქვები.
მეორე დარბაზი საინტერესოა მდიდარი თემატური მასალით. აქ შედის გენეტური და სისტემატური კოლექციები, აგრეთვე მინერალთა კოლექციები ცალკეული ელემენტების მიხედვით, განსაკუთრებით უნდა აღინიშნოს კოლექციები საქართველოს საბადოების მინერალთა პარაგენეტული ასოციაციების მიხედვით.
ამავე დარბაზშია წარმოდგენილი ლითოლოგიური განყოფილება, რომელიც მოიცავს მდიდარ სადემონსტრაციო მასალას, შედგენილს სხვადასხვა კოლექციების კლასიფიკაციების საფუძველზე. განსაკუთრებული აქცენტია გაკეთებული საქართველოში გავრცელებული დანალექი ქანების ნიმუშებზე.
მესამე დარბაზში წარმოდგენილია მაგმური და მეტამორფული ქანების სისტემატური კოლექციები, რომლებიც მრავალჯერ არის შევსებული და განახლებული. აქაც განსაკუთრებული როლი ეკუთვნის საქართველოს ქანებს. ცალკეა წარმოდგენილი ვულკანური წარმონაქმნების კოლექცია. ფართოდაა წარმოდგენილი მოსაპირკეთებელი და სამშენებლო ქვების როგორც ბუნებრივი ნიმუშები, ასევე დამუშავებული გაპრიალებული ზედაპირებით, როდესაც კარგად ჩანს ქანების ფაქტურა და ხარისხი.
უნდა აღინიშნოს, რომ გარდა სადემონსტრაციო მასალისა, სპეციალურ საცავებში ინახება სარეზერვო კოლექციები, რომელთა გაცვლა შეიძლება მსოფლიოს მინერალოგიურ-პეტროლოგიური მუზეუმების ნიმუშებზე.
წლების განმავლობაში მინერალთა და ქანთა კოლექციების შევსება ხორციელდებოდა, როგორც ცენტრალიზებულად გამოწერის სახით სხვადასხვა გეოლოგიური ექსპედიციებიდან, აგრეთვე მრავალი უნიკალური ნიმუში მუზეუმს საჩუქრად გადმოეცა ყოფილი სტუდენტების მიერ, რომლებიც წლების განმავლობაში მუშაობდნენ მსოფლიოს ცნობილ საბადოებზე. თანამშრომელთა სამეცნიერო-საველე ექსპედიციების დროს შეგროვილია აგრეთვე მინერალთა და ქანთა ბევრი საინტერესო ნიმუში. მუზეუმის კოლექციების შევსებაში მონაწილეობა მიუღია კათედრის თანამშრომელთა არაერთ თაობას.
სტუდენტები კათედრაზე სასწავლო პრაქტიკული სამუშაოების გავლისას აგროვებენ მინერალთა და ქანთა კოლექციებს, რაც შემდგომ მათი მეცნიერული დამუშავება კათედრის სამეცნიერო ცენტრში ხორციელდება.
ბოლო წლებში მუზეუმი შეივსო სტუდენტთა სასწავლო კოლექციებით, სინთეზური ფერადი ქვების და დამუშავების ფორმის მიხედვით. სანახელავო და სინთეზური ქვების დამუშავება ხორციელდება კათედრასთან არსებულ მინერალოგიურ ნივთიერებათა კვლევისა და დამუშავების ლაბორატორიაში.
გეოლოგიური ფაკულტეტის სტუდენტებისა და ასპირანტების გარდა მუზეუმი დახმარებას უწევს ყველა ადამიანს, ვინც დაინტერესებულია ბუნებრივი სიმდიდრეებით, მათი წარმოშობით და პრაქტიკული დანიშნულებით.