Die Erdwissenschaftlichen Sammlungen bauen auf den Sammlungen von Vater und Sohn Lang aus dem 17. und 18. Jahrhundert auf sowie auf die Sammlungstätigkeit des ehemaligen Konservators Franz Josef Kaufmann (1825-1892). Entsprechend stammt der Grossteil der rund 39'000 Stücke umfassenden Sammlung aus der Zentralschweiz. Zu Bildungs- und Anschauungszwecken wurden jedoch bereits früh auch Gesteine, Fossilien und Mineralien aus aller Welt gesammelt. Historische Raritäten sind der Luzerner Drachenstein von 1421 und der erste Mammutfund der Schweiz von 1577, bekannt unter dem Namen «Der Riese von Reiden».