Una parte fundamental, no sólo por sus evidentes utilidades prácticas, del conocimiento geológico de la Tierra descansa sobre el análisis de la estructura cristalográfica y mineralógica de las rocas que forman la corteza terrestre.

En el Departamento de Cristalografía y Mineralogía de la Facultad de Ciencias Geológicas se exhibe una colección de índole docente en la que se muestran minerales y rocas, ordenados por grandes grupos en función de naturaleza química.

La colección no ignora la existencia de minerales curiosos o útiles para la industria. En sus vitrinas se muestran piezas de asbesto, amianto o sepiolita, junto a otras históricamente empleadas como material de construcción, es el caso de la serpentina. En ocasiones, las vitrinas muestran un solo ejemplar representativo; en otras se exhibe la diversidad de formas y hábitos de un mismo mineral, por ejemplo, en las calcitas.

En otros expositores pueden observarse algunas formaciones minerales que asemejan estructuras biológicas, otros muestran estructuras calcáreas (estalactitas, estalagmitas), otros presentan formas coralinas y geodas de extraordinaria belleza estética.

Entre las piezas de especial valor histórico se encuentra una piedra litográfica utilizada para imprimir un 'aviso', posiblemente de la Gaceta de Madrid, en el que se anuncian dos libros editados por Carlos Gimbernat (1765-1834), especialmente pensados para los militares españoles en Alemania: Diccionario español y alemán: que contiene las palabras mas necesarias para el uso de los soldados españoles en Alemania (Munich, 1807) y el Manual del soldado español en Alemania (Munich, 1807). Carlos Gimbernat fue subdirector del Real Gabinete de Historia Natural (actual Museo Nacional de Ciencias Naturales) en el tránsito de los siglos XVIII a XIX; aprendió la técnica litográfica en Alemania, junto a Karl Senefelder, y fue el introductor de ella en nuestro país.

Otro conjunto de piezas relevantes es la "Colección de Jean Baptiste Romé de L'Isle". Se trata de un grupo de cerámicas que representa modelos cristalográficos, maclas y reproducciones de minerales. Esta serie está formada por 186 piezas y es la única de este constructor que se conserva en nuestro país. La colección está técnicamente basada en los estudios de constancia de ángulos cristalográficos realizados por Romé de L'Isle (1736-1790).

En espacio reservado se encuentran algunos instrumentos utilizados en la enseñanza de la cristalografía, como los modelos didácticos a través de los que se explicaban las redes cristalográficas, y otros materiales usados en la investigación de esta disciplina, desde microscopios petrográficos, hasta aparatos de difracción de rayos X, que permitían el análisis de las estructuras cristalográficas y la medida exacta de las distancias interatómicas.