La collezione paleontologica
La 
collezione ospitata al museo, lungi dal
voler essere completa, offre la possibilità di comprendere il
susseguirsi delle varie epoche geologiche che hanno caratterizzato il
nostro pianeta e l'evoluzione delle specie animali e vegetali che lo
hanno popolato.
È possibile ammirare una serie di campioni tra cui un teschio di orso delle caverne ed una zanna di Mammut, per introdurre al tema delle glaciazioni. Una piccola serie di pesci del Paleozoico, del Mesozoico e del Cenozoico ci accompagna lungo il cammino evolutivo che ha portato alle specie marine nostre contemporanee. Una bella serie di piccole piante e pesci provenienti dalla Pesciara di Bolca ci rimanda infine a cinquanta milioni di anni fa, quando le nostre terre erano ancora sommerse.
Di notevole interesse un bell'esemplare di Psittacosaurus, un dinosauro del medio Giurassico, proveniente dalla Cina, che insieme ad altri reperti di dinosauro (diversi denti, alcune vertebre, uova), introduce al tema delle estinzioni di massa.
Non tutti gli organismi preistorici però si sono estinti: alcune specie di piante tuttora viventi presentano le stesse caratterische dei loro antenati fossili, guadagnandosi così la definizione di "fossili viventi". Gimko Biloba, Metasequoia, Sequoia Gigante e Cipresso di Palude fanno parte di questa categoria ed alcuni esemplari sono rigogliosamente radicati nel terreno dell'orto botanico attiguo al museo. I fossili di queste piante, conservati nelle teche del museo, possono dunque essere messi facilmente in relazione con gli esemplari contemporanei.
Al secondo piano sono esposti diversi esemplari provenienti prevalentemente dell’Appenino Tosco Emiliano, tra cui una bella serie di conchiglie del Cenozoico.
Nelle presentazioni che accompagnano i reperti viene dato particolare risalto alla datazione, rapportata alla distanza degli oggetti celesti più noti. Si vuol stimolare in questo modo la comprensione intuitiva delle dimensioni dell'universo che ci circonda, le cui distanze sono misurate in anni/luce. Alla data dei reperti fossili viene affiancata la distanza di un oggetto celeste. Così si può ad esempio comprendere che quando i dinosauri erano ancora i dominatori incontrastati delle terre emerse, la luce che oggi vediamo di M60 (una galassia nella Vergine) iniziava il suo lungo viaggio verso di noi.
In 
una teca sono conservate delle particolari formazioni fossili: le
rizocrete, calchi mineralizzati di radici di piante. In
apparenza simili alle fulguriti si
differenziano da queste per il fatto che non contengono tracce di
fusione. La forma attuale di questi oggetti è data da concrezioni
di sali minerali che nel corso dei secoli hanno sostituito il legno
della radice originaria quando questa è marcita. Il museo ospita
una bella collezione di rizocrete provenienti per lo più dal
deserto libico.
