Gli esemplari presenti nel Museo solo in minima parte sono esposti al pubblico, la maggior parte di essi è custodita nelle collezioni di studio che costituiscono un irrinunciabile archivio naturalistico per approfondire la conoscenza sui mutamenti dell'ambiente, sull'evoluzione delle specie e sulla distribuzione delle specie attuali, oltre alla conoscenza di specie ormai scomparse. Questo materiale è disponibile per gli studiosi e gli appassionati delle discipline naturalistiche. Nelle raccolte sono presenti alcune migliaia di esemplari pervenuti nelle collezioni civiche dall'istituzione del primo nucleo museale bergamasco costituitosi presso il Regio Istituto Tecnico nel 1861. Alcuni reperti presentano grande interesse storico. L'Istituto di Geopaleontologia conserva e studia le collezioni dedicate alle scienze della terra comprendenti numerosi reperti provenienti sia dal territorio bergamasco sia dal resto del mondo e annoverano notevoli collezioni di pietre ornamentali, di minerali utili all'uomo e materiale di studio sulle pietre da costruzione. Le collezioni paleontologiche del Museo comprendono oltre 55.000 reperti: il nucleo principale è costituito della collezione "Paleontologia Bergamasca" che raccoglie magnifici fossili provenienti dal territorio orobico. Una seconda collezione, "Paleontologia non Bergamasca", comprende reperti e calchi provenienti da tutto il mondo acquisiti tramite donazioni ed acquisti allo scopo di rendere il più completo possibile il panorama dei fossili conservati in Museo.