Die geowissenschaftlichen Sammlungen sind in eine Haupt- und eine Regional- bzw. Spezialsammlung gegliedert. Wenige Sammlungen sind fachübergreifend und werden aufgrund ihrer Historie zusammenhängend belassen. Auch wenn schon ein großer Teil der geowissenschaftlichen Sammlungen inventarisiert ist, müssen schätzungsweise noch etwa 40.000 bis 50.000 Objekte inventarisiert werden. In der Sammlung und in der Ausstellung im Ottoneum liegt der Schwerpunkt auf Objekten der paläontologischen Sammlungen.
Mineralogische Sammlung
Den Großteil der mineralogischen Sammlungen bildet die systematische Hauptsammlung. Nach Chemismus und Kristallsystem gegliedert, enthält sie Stücke aus aller Welt und geht in Einzelstücken mindestens bis auf Landgraf Friedrich II. (1720−1785) zurück. Die Sammlung enthält auch die Objekte der Sammlungen Bernhard Milde, Arthur Milde, Hans Engel sowie vieler weiterer Sammler. Bisher sind über 8000 Objekte bzw. Sammlungseinheiten digital inventarisiert.
Zwei kleine Regionalsammlungen sind separat aufgestellt: Der Basalt der Blauen Kuppe (Eschwege) enthält aufgrund seiner Entstehung seltene Mineralien. 1919 hat der bekannte Mineraloge Paul Ramdohr über diese Fundstelle promoviert. Der Bühl (Ahnatal‐Weimar) ist ein klassischer Fundort für gediegenes (natürliches reines) Eisen, das weltweit selten auftritt. Schwammartig verteilt oder in kleinen Knollen kommt es im Basalt vor. Die Kasseler Sammlung enthält wohl das größte geborgene Stück: Kopfgroß, ursprünglich 13,7 kg schwer, bevor 700 g abgetrennt und die Schnittfläche poliert wurde.
Geologische Sammlungen
Die geologische Sammlung beinhaltet Handstücke zu den verschiedenen geologischen Einheiten sowie zu diversen Prozessen wie zum Beispiel Sedimentation, Umbildungen und Verwitterung.
Der Großteil der geologischen Sammlungen ist bis heute nicht inventarisiert, wodurch die Struktur dieser Sammlung noch nicht klar darzulegen ist. Viele der Objekte und Sammlungseinheiten gehen auf Bernhard Milde, Arthur Milde und Erwin Busse zurück.
Eine kleine separate Sammlung, die durch verschiedene Sammler zusammengetragen wurde, bilden geschnittene und geschliffene Gesteinstäfelchen. Dabei handelt es sich meist um Mosaiktäfelchen. Schon Landgraf Carl von Hessen‐Cassel richtete am Landgrafenschloss Ende des 17. Jahrhunderts eine Steinschneiderei ein.
Paläontologische Sammlungen
Die paläontologischen Sammlungen bilden den größten Teil der geowissenschafltichen Sammlungen des Naturkundemuseums. Bisher sind etwa 100.000 Objekte bzw. Sammlungseinheiten inventarisiert.
Die Sammlungen sind in eine Systematische Hauptsammlung (Paläobotanik, Invertebraten, Vertebraten) sowie drei stratigraphische (Kupferschiefer, Muschelkalk, Kasseler Meeressand) und eine Fährten‐Sammlung aufgeteilt. Das älteste bisher sicher nachgewiesene Objekt ist ein Muschelkalk mit ca. 50 Muschelschalen von Hoernesia socialis (abgebildet in: Peter Wolfart „Naturgeschichte Niederhessens“, 1719).
Kupferschiefer
Muschelkalk
Kasseler Meeressand
Fährtensammlung
Fachübergreifende Sammlungen
Als fachübergreifende Sammlungen werden kleinere Sammlungen betrachtet, die zwar Material verschiedener Fachsammlungen enthalten, aber aufgrund ihrer Historie nicht auseinandergerissen werden. Bisher konnten etwa 1000 Objekte bzw.
Sammlungseinheiten inventarisiert werden.
Die Sammlung Fulda beinhaltet die überlieferten Mineralien, Gesteine und Fossilien einer früher sehr viel größeren Sammlung der bedeutenden Bergbaufamilie Fulda (ab etwa 1717 in hessischen Diensten). Barbara Winkler‐Fulda (1918−1997) vermachte die Sammlung Gerhard Seib, der sie 1997 der Kasseler Sammlung übergab. Die Sammlung Carl Cäsar Ritter von Leonhard (1779−1862) beinhaltet fast 500 Mineralien und Gesteine. Von Leonhard studierte in Marburg und Göttingen (Schüler von J. F. Blumenbach) und betrieb das "Heidelberger Mineralien‐Comptoir", bei dem auch Goethe Stücke erstand. 1940 übergab Arthur Milde die Sammlung im Namen seines verstorbenen Vaters Bernhard Milde dem Naturkundemuseum.
