Maapallon kivikehän laattojen liikkeet ja tulivuorten toiminta muuttavat jatkuvasti maanpinnan elinoloja. Kivien, mineraalien ja eliöstön monimuotoisuus ovatkin kehittyneet rinnakkain ja toistensa kanssa vuorovaikutuksessa. Geologiset ja paleontologiset tutkimukset ratkovat näitä maapallon kehärakenteen syntyyn ja kehitykseen liittyviä kysymyksiä.
Alkuräjähdyksessä ja tähdissä syntyneet alkuaineet pyrkivät järjestymään kiteisiksi aineiksi, mineraaleiksi. Kulta, hiili, kupari ja joukko muita aineita voivat esiintyvä luonnossa alkuaineina, mutta tavallisimmin eri alkuaineet yhdistyvät mineraaleissa toisiaan täydentävien ominaisuuksiensa seurauksena – esim. vety ja happi jääksi ja fluori ja kalsium fluoriitiksi. Eri mineraalilajien koostumus ja rakenne kertovat paljon kiteiden syntytapahtumasta, kuten vallinneesta lämpötilasta, paineesta ja luonnonsysteemin koostumuksesta.
Kivet puolestaan koostuvat yhdestä tai useammasta mineraalilajeista. Kivet syntyvät tuliperäisillä alueilla kiteytymällä sulasta magmakivinä, jotka rapautuvat, kerrostuvat ja kovettuvat aikanaan savi-, hiekka- ja kalkkikiviksi ja lopulta muuttuvat uusiksi metamorfisiksi kiviksi vuorijonopoimutuksen tai vaikkapa asteroiditörmäyksen puristuksessa.
Luomuksen kivi- ja mineraalikokoelmien erikoisuuksiin kuuluvat esimerkiksi Euroopan vanhin kivilaji, Suomen meteoriitit ja suomalaiset jalokivet.
Eliöiden kivettyneet jäänteet eli fossiilit kuuluvat paleontologisiin kokoelmiin.
Paleontologisen kokoelman aarteisiin kuuluvat puolestaan professori A. von Nordmannin (1803–1866) Ukrainasta ja Keski-Euroopasta keräämät luolakarhun jäänteet, professori Björn Kurténin (1924–1988) kädellisten evoluutiota kartoittava kokoelma sekä Alaskasta löydetyt mammutin syöksyhampaat.