Grâce à l'initiative de Giovanni Capellini (1833-1922), qui fut le premier président et fondateur de la Société géologique italienne, un musée géologique fut inauguré en 1881 au Département des sciences de la Terre de l'Université. À ce jour, il contient une collection d'environ trente mille pièces rassemblées par Capellini entre 1860 et 1911. En outre, le musée abrite également les collections historiques de Marsili, Aldrovandi et Monti, la riche collection de poissons fossiles de Bolca (1870), la plus grande collection d'Europe de Cicadeoidee et les deux squelettes du proboscidien Mastodon arvenensis et le fossile du Scelidoterium capellinii aux dents mal formées. Il y a aussi un modèle, de 26 mètres de long et 4 mètres de haut, du dinosaure du Jurassique Diplodocus carnegiei. À l'intérieur de la salle Marsiliana, il y a seize pièces, dont quatorze appartenant à des éléphants fossiles, tels que le Palaeoloxodon et le Mammuthus, décrits et représentés par Marsili dans son « Danubius Pannonico Mysicus observationibus geograficus...perlustratus » de 1726. En outre, un bois fossile de Lithoxilon secundum ex Transilvania mentionné dans l'instrumentum donationis de 1711, c'est-à-dire le catalogue imprimé de la première donation, est conservé. Enfin, il convient de noter le modèle singulier de mine, offert par Frédéric-Auguste, électeur de Saxe, à Marsili. Le musée conserve les chaînes qui, pendant deux ans, ont entouré les chevilles de Marsili, prisonnier des Turcs, données en ex-voto à la Vierge Annonciata dans la chapelle de l'institut qu'il a fondé.