Começado a construir pela década de 40 do século XX, sob a égide do Serviço de Fomento Mineiro da Direção - Geral de Minas e Serviços Geológicos, altura áurea da Mineração em Portugal, continuou o seu desenvolvimento durante as vilegiaturas da Direção - Geral de Geologia e Minas, do IGM e do INETI, atualmente LNEG - Laboratório Nacional de Energia e Geologia.
As coleções são representativas dos minérios, minerais industriais e rochas ornamentais de todo o território nacional, com particular destaque para aqueles que estiveram e estão sujeitos à exploração mineira.
O espólio é constituído por amostras provenientes de variadíssimos jazigos minerais, dos quais se exemplificam os de volfrânio e de estanho da Mina da Panasqueira, pirite, cobre e ferro das Minas do Alentejo, ouro das Minas de Jales e Penedono, chumbo e prata da Mina de Terramonte e Braçal (Aveiro), antimónio da região de Valongo, urânio da Urgeiriça, carvão do Pejão e S. Pedro da Cova, sal-gema de Loulé, gesso de Óbidos, talco e amianto de Vinhais, caulino de Alvarães e Matosinhos, etc. É de salientar a atenção que é dada pelo museu à exploração de caulino efetuada até há bem pouco tempo, na freguesia da Senhora da Hora.
Alguns achados arqueológicos representativos da exploração mineira em Portugal, ao longo dos tempos, bem como vários instrumentos técnicos de apoio ao estudo dos recursos geológicos do País, podem ser vistos neste núcleo museológico.
