中国地质大学（北京）博物馆的前身是北京地质学院陈列馆，始建1952年，2008年博物馆迁至学校新建的逸夫实验楼的十层、十一层和十二层共三层，并进行了重新布展，于2010年正式开放。博物馆馆藏品包括生物、地层、矿物、岩石、古生物、地貌等各类标本55000余件，其中珍贵文物3600余件，还有大量的国际友人和院士捐赠的文物和标本。
中国地质大学(北京)博物馆建馆初期，标本主要继承了北京大学地质系、清华大学地质系、天津大学（北洋大学）地质系、唐山铁道学院地质科的收藏，追溯藏品在北京大学、清华大学、北洋大学、唐山铁道学院的收藏历史，则己逾百年。其藏品乃是由几代地质学者上个世纪在各种艰苦的野外环境下采集、积累起来的不可再生的自然资源。建馆后，大多数新增标本为本校师生在科研、教学实习等野外工作中采集的标本，以及校友、国际友人等馈赠学校的标本。
目前中国地质大学（北京）博物馆所收臧的数万件臧品除了采自国内各地之外，还有来自美国、英国、法国、德国、意大利、捷克、瑞典、前苏朕、伊朗、日本、越南、印尼、澳大利亚等世界五大洲四十多个国家的标本，典藏标本来源之广也是国内高校博物馆中少有的。
展室的划分、展品的陈列方式和展品的选择基本遵循着高校地质专业教科书的内容体系。目前拥有与矿物学、岩石学、矿床学、古生物学、地史学等基础地质课程教学配套的较为完整和系统的标本体系。
