Le collezioni mineralogiche provengono dall’“Imperial e Real Museo di Fisica e Storia Naturale”, uno dei primi musei scientifici al mondo, fondato nel 1775 dal granduca Pietro Leopoldo. Facevano parte delle raccolte del Museo, oltre alle collezioni naturalistiche, gli strumenti scientifici dell’Accademia del Cimento, già conservati nella Galleria degli Uffizi, riunite nel palazzo di via Romana, detto “La specola” per l’osservatorio astronomico là costruito. Il primo nucleo organico delle collezioni mineralogiche risale a Stenone (vedi
Tomba di Niccolò Stenone), incaricato da Ferdinando II di occuparsi delle collezioni naturalistiche, in particolare minerali e fossili a cui lo scienziato danese aggiunse quelle da lui raccolte nelle varie escursioni in Italia, Ungheria e Germania.
Sopra alcuni esemplari presenti nella Sezione di Mineralogia e Litologia: a) covellina di Calabona, Sardegna; b) tormalina elbaite di Grotta d’Oggi, Isola d’Elba; c) cristallo di topazio di 151 kg (Minas Gerais, Brasile); d) vaso a navicella in quarzo ialino; e) tabacchiera composta da formelle rettangolari in malachite; f) coppa in diaspro con l’incisione LAURMED (Lorenzo il Magnifico); g) coppa in diaspro giallo con profilo e piede in argento dorato.
I campioni assommano a circa 50000. Il nuovo allestimento del 2009 permette di scoprire le straordinarie collezioni, a partire dalle tormaline elbane e brasiliane e, passando per i bellissimi campioni provenienti da Sicilia e Sardegna, finire con gli oggetti artistici in pietre dure, insieme alle suggestioni date dalle” trasparenze”. Oltre ad esemplari unici per rarità e grandezza (a, b e c), si possono trovare anche oggetti di gran valore storico-artistico come in d, e, f e g che appartengono alla collezione Medicea di pietre lavorate. Alcuni di questi esemplari figurano negli inventari del XVI secolo, altri sono stati prodotti nell'antica scuola di glittica nei giardini di S. Marco alla metà del '500 e tutti erano conservati nella Tribuna degli Uffizi, fino al 1780, quando furono trasferiti al Museo.
Il Museo, nel suo attuale allestimento, è dedicato essenzialmente alla Didattica con vetrine che
illustrano che cosa sono le rocce e i minerali e quali sono le principali caratteristiche e proprietà di questi ultimi.
Al termine del percorso si trovano le raccolte storiche, quali la collezione elbana (con le famose tormaline, ma anche con le ilvaiti, le ematiti e le variopinte goethiti), quella Medicea di pietre lavorate (con coppe, tabacchiere, piattini, etc.) e le gemme, sia in esemplari grezzi che tagliati.