Installé dans le Palais de Rumine depuis 1906, il offre deux galeries d'expositions, l'une dédiée à la minéralogie et la géologie et l'autre à la paléontologie. L’exposition de minéralogie, constamment enrichie, présente aux visiteurs de splendides cristaux du monde entier dont une collection unique de pierres facettées des Alpes suisses avec de grosses fluorites roses. L’espace réservé aux minéraux fluorescents est le plus important du pays. Seule une petite partie de l’imposante collection de paléontologie est exposée. Notons les spécimens remarquables d’ichtyosaures, de palmiers géants et d’ammonites ou encore le squelette original du mammouth le plus complet découvert en Suisse. Des fossiles de plantes et d’animaux de la région de Lausanne sont également présentés. Les monstres du Mésozoïque ne sont oubliés avec une réplique du squelette du seul dinosaure entier trouvé en Suisse ou encore celui d’un ptérosaure ailé et sans oublier le crâne impressionnant d’un tyrannosaure.