展馆内展示有亚洲体腔最大最重的恐龙，世界上最小的窃蛋龙，中国唯一的结节龙，世界上最大的一窝恐龙蛋化石，数十件珍贵的早期哺乳动物和长羽毛恐龙，以及世界上最早的银杏果化石、世界上最早的被子植物—中华古果等大批动植物化石标本，典藏和展示了河南几乎所有种类的矿石、岩石标本，以及来自国内和部分国家精美绝伦的矿物晶体和观赏石标本。其中有多件国宝级和数百件珍稀实体精品标本。展厅内循环播放有针对河南地域特色原创的《地质河南》、《矿业河南》、《走进河南地质公园》、《西峡恐龙蛋富集之谜》、《太行山隆起》等16部三维动画影视、幻想；《大陆漂移》、《地质环境与人类居住》、《地球的生物进化》、《恐龙世界》等18部多媒体查询系统，科学内容通俗易懂、引人入胜。还设有《有奖知识问答》、《河南地质遗迹搜寻》、《寻找宝藏》、《与恐龙赛跑》、《与恐龙比体重》、《恐龙拼图》等寓教于乐、供大家参与的互动项目，以及喀斯特地貌、冰川、碧水丹霞、溶洞、露天采场、金矿采铜等30余处仿真度很高的景观模型。新建的河南省地质博物馆是一座以社会公众为主体，青少年和资源环境相关业务人员为侧重点，兼顾科学研究人员需求的科普型自然类博物馆。她是一个具有现代化、高科技、独具河南特色的全国省级一流的地质专业博物馆；是河南省资源、环境、省情展示交流的“窗口”，珍稀地质矿产标本收藏、研究中心；国土资源知识普及与青少年科学文化素质教育基地，大众游览胜地；是集科研、科普、休闲、娱乐、赏石于一体的理想去处。
地球厅
地球厅向大家介绍奥妙无垠的宇宙和地球的有关知识。包括太阳系的八大行星，地球的形成、演化和圈层结构；了解、认识地质作用形成的各种各样的岩石；亲手操控古大陆的聚合、分裂与漂移；在地震剧场感受地震带来的震撼和灾境；了解风化、喀斯特地貌和冰川作用对人类的影响；体会黄河、黄土和黄河文化。
恐龙厅：恐龙厅又称中生代展厅。在此展厅大家可一睹中生代陆地霸主恐龙、海洋霸主鱼龙、空中霸主翼龙的风采。这里展示了出自河南的世界最大的一窝恐龙蛋化石，亚洲体腔最大、最重的恐龙，世界上最小的窃蛋龙，中国唯一的结节龙，十余件珍贵的长羽毛恐龙，恐龙足迹等珍贵标本。还设有《与恐龙赛跑》、《与恐龙比体重》、《
恐龙拼图》、《恐龙下蛋》、《恐龙盖章留念》等寓教于乐、供大家参与的互动项目。
生命演化厅：地球上的生命从无到有，从简单到复杂，从低级到高级，是在螺旋式发展进化之中，而生命胞核的DNA又呈现双螺旋结构。生命演化厅展示创意就依此而来。
古象厅：象是大家非常熟悉的动物，也是现代陆地上最大的脊椎动物。虽然现在大象不多见，但在遥远的古代，它们遍布于世界各地，黄河流域曾经是大象的王国。河南已发现古象化石产地100多处，有10多个种属，分布在14个地市。
矿产资源厅：凡是能被人类利用的天然的岩石矿物，不管是固态、液态或者气态，都是矿产。矿产分为能源、金属、非金属和水气矿产四大类。该厅主要展示介绍河南的主要矿产资源和矿业经济概况。设有吸铁砂、找宝石、比体重、观看各种各样媒体等互动项目。
矿物厅：矿物是大自然恩赐给人类的瑰宝，经过亿万年的孕育、演变，形成了千姿百态、五光十色的靓丽群体，对人类的生活有着广泛的影响。人们的生活几乎每天都离不开矿物。该厅展示了数百种精美绝伦的矿物晶体、宝石标本。
地质环境厅：该厅展出面积虽然仅有350 m2，但游客仍能从这里领略到中原大地16.7 万km2 内丰富的地质遗迹资源，了解地质环境对人类生存与健康、社会发展、文明进步的影响，认识进步的影响，认识地质灾害与群防群治，从而学会与大自然、地质环境的和谐共处。
