Gli oltre  100.000 campioni  che formano attualmente la sezione geopaleontologica sono divisi in due grandi collezioni: la collezione generale e la collezione friulana. Quest’ultima è la più importante e ricca, grazie anche alle condizioni geologiche complesse del territorio friulano. 

Tra le collezioni storiche che sono sopravvissute fino ai nostri giorni vanno ricordate quella Zuccheri con i pesci di Bolca, la Cabassi (400 fossili rappresentativi dell’Eocene medio di Noax e Corno di Rosazzo) e la Gortani con i fossili della Carinzia.

La parte più rilevante dal punto di vista scientifico è quella del Triassico superiore dal quale provengono i resti dei più antichi rettili volanti finora scoperti al mondo. Questi livelli hanno restituito una ricchissima fauna a vertebrati, soprattutto pesci ma anche rettili terrestri, oltre a crostacei, vegetali e rari ma importanti invertebrati tra cui un piccolissimo ragno. 

Leggermente più antichi i depositi − sempre con vertebrati − di Raibl, Fusea e Dogna.

Da segnalare anche la ricca collezione di ammonoidi triassici, le faune cretaciche e, soprattutto, quelle paleozoiche.

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