馆内包含地球厅、矿物厅、宝石厅、恐龙厅、石油厅、夜明珠厅、石油勘探厅、浙江省地质地貌沉降厅、地震逃生演示厅等十二个大展示厅，馆内展品共一万余件，其中有世界上最大的重达8吨的夜明珠。全长48米的硅化木，一母多胞胎鱼龙化石，以及9米多高的海百合化石，在全国乃至亚洲均为稀有，十分珍贵。

博物馆目前已是长三角地区展馆面积最大、品种俱全、藏品最为精美的地质博物馆，融集恐龙世界、化石天地、第二课堂、科普之旅于一体，以丰富的馆藏和精心的设计位居中国同类博物馆先进行列，建馆规模为全国最大的地质博物馆之一。