국내 최초의 종합적인 지질전문박물관으로 2001년에 개관하였다. 1918년 ‘지질조사소’로 출발한 한국지질자원 연구원은 현재에 이르기까지 지속적인 연구 사업의 성과로 각종 지질 표본들을 축적해 왔다. 그러던 중 대전 엑스포를 계기로 연구원 강당동 내에 소규모의 ‘지질표본관’을 설립하여 일반인들에게 공개하게 되었는데, 그 후 늘어나는 관람객의 요구와 체계적이고 종합적인 전문 박물관 건립의 필요성이 대두됨에 따라 개관하게 되었다. 지질박물관은 광물, 암석, 화석과 같은 지질 표본의 전시, 영상물의 상영, 강연회 또는 체험학습의 장을 마련함으로써 지질과학의 대중화에 보탬이 되기 위해 노력하고 있으며 지질시료동의 운영으로 전문가를 위한 표본 및 시추코어의 보관 시스템을 구축하고 있다. 지질박물관 외관은 스테고사우루스 골판 모양에서 착안하여 디자인되었다. 이곳에는 암석과 화석, 광물 등 5,000여 점의 소장품이 있으며 광물 2,232점, 암석 291점, 화석 1,231점으로 총 3,745점의 지질 표본을 보유하고 있다.