I materiali del Museo possono consentire una buona illustrazione dell'evoluzione e della variabilità umana, oltre a documentare la preistoria e la paleobiologia delle popolazioni dell'Italia meridionale. Sono presenti collezioni archeologiche preistoriche dell'Italia meridionale, di altre parti di Italia e d'Europa, dell'Asia occidentale e delle Americhe; collezioni osteologiche umane di diverse parti del Vecchio Mondo, tra cui gran parte della famosa raccolta "craniologica" Nicolucci (stimata di 2.000 pezzi); collezioni osteologiche animali da siti preistorici; collezioni etnografiche dell'Africa orientale; delle isole Andàmane, della Nuova Zelanda e dell'Oceania; la singolare e preziosa serie di calchi facciali di tipi somatici africani ed arabici eseguita da L. Cipriani.

Il Museo di Mineralogia, istituito nel 1801, ha sempre avuto come sede l'antica Biblioteca del Collegio Massimo dei Gesuiti, in Via Mezzocannone 8, allestita tra il 1688 e il 1700, opera dell' "insignis faber lignarius" il gesuita Corrado Guden, e lasciata libera alla fine del 1700.

Alla fine del XVIII secolo, Ferdinando IV di Borbone e Maria Carolina sollecitarono studi mineralogici, connessi ai giacimenti europei, finalizzati allo sfruttamento delle risorse minerarie del Regno di Napoli. A tale scopo nel 1789 venne bandito un concorso per studiosi di Mineralogia; i campioni, raccolti in Transilvania, Galizia, Boemia, Germania, Isole Britanniche, Isole Orcadi ed Islanda, costituirono l'ossatura dell'attuale patrimonio mineralogico.
Il Museo, inaugurato da Ferdinando IV di Borbone il 28 marzo 1801, ebbe una continua evoluzione fino a raggiungere il massimo prestigio scientifico nel 1845, anno in cui fu scelto come sede del VII Congresso degli scienziati italiani. Nel 1848 nel Salone Monumentale furono tenute le riunioni della Camera dei Deputati, allorché Ferdinando II concesse la Costituzione. Nel 1860 fu sede del seggio elettorale per la votazione sull'annessione al Regno d'Italia.
A. Scacchi, nominato direttore nel 1884, diede un notevole impulso alle ricerche di mineralogia regionale ed in particolare sul Vesuvio, acquistando la collezione privata dell'abate T. Monticelli, che aveva iniziato su basi scientifiche lo studio della mineralogia vesuviana. Tale collezione, arricchita dallo Scacchi, divenne la Collezione Vesuviana, unica al mondo nel suo genere. Le collezioni furono quasi integralmente salvate dalle devastazioni belliche, grazie agli interventi dei Proff. Scherillo e Parascandola, che negli anni cinquanta con la collaborazione del Prof. Franco, diedero inizio all'opera di riorganizzazione e di risistemazione del Museo, terminata 10 anni più tardi con la inaugurazione avvenuta 1'11 ottobre 1960 in concomitanza del VII Congresso della Società Italiana di Mineralogia e Petrologia. Dalla seconda metà degli anni sessanta, fino al 1980, il Museo, grazie al lavoro dei conservatori Prof. Stanzione, de Gennaro e Morra, riprese la sua funzione scientifica, educativa e sociale.
Con il terremoto del 1980, il Museo divenne inagibile. I lavori di consolidamento terminarono alla fine del 1992. Successivamente iniziarono i lavori di restauro delle strutture lignee e la pulitura e risistemazione dei minerali, cui hanno collaborato numerosi studenti.
La consistenza numerica dei campioni e l'alto valore scientifico e storico delle collezioni fanno del Museo di Mineralogia dell'Università di Napoli forse il più importante Museo Mineralogico italiano ed uno dei più conosciuti all'estero. Gli oltre 30.000 campioni sono suddivisi in sette collezioni principali: Generale, Vesuviana, Tufi Campani, Grossi Cristalli, Medagliere Vesuviano, Meteoriti e Strumenti Mineralogici.
- La Collezione Generale sistemata nel salone monumentale, consta di circa 20.000 esemplari provenienti da tutto il mondo, riuniti secondo la classificazione tradizionale adottata per i minerali, cioè secondo la loro composizione chimica.

L'antico Museo Zoologico, attualmente sito in Via Mezzocannone 8, fu istituito il 29 novembre 1811 da Gioacchino Murat, re di Napoli, e fu annesso alla cattedrea di Zoologia assegnata a Giosué Sangiovanni, allievo di Lamarck, di Cuvier e di altri eminenti zoologi francesi dell'epoca.

Nel 1815 Ferdinando I di Borbone collocò il Museo Zoologico nei locali dove attualmente si trova la Biblioteca universitaria e nel 1816 ne affidò la direzione a L. Petagna: è a lui che dobbiamo la effettiva raccolta delle prime collezioni museali e la realizzazione di un primo nucleo espositivo formato dalle collezioni portate da Parigi dal Sangiovanni, dalle raccolte in deposito presso il vicino Museo di Mineralogia, dalle sue collezioni personali e da quelle di suo padre Vincenzo. Il Petagna arricchì questo Museo con moltissimo altro materiale e nel 1819 acquisì la collezione zoologica del Regio Museo Borbonico, tra cui spiccava lo scheletro dell'elefante tuttora presente nel Museo e la collezione privata dello stesso Sangiovanni. Nel 1826 fu acquistata la parte zoologica del museo privato di G. Saverio Poli, costituita principalmente da una ricchissima collezione di Lepidotteri, Molluschi e Cnidari di ogni parte del mondo.
Nel 1842 furono stanziati 27.000 ducati per la costruzione dell'attuale Salone dei Mammiferi, sopraelevando la terrazza dell'Università. Il 20 settembre 1845, in occasione del VII Congresso degli Scienziati Italiani, alla presenza di Ferdinando II, venne inaugurato il Museo Zoologico. Il primo salone ed il nuovo salone dei Mammiferi, lungo 47 metri e largo quasi 10, constano di due ordini sovrapposti di bellissimi ed eleganti armadi in noce di stile neoclassico.
Nel 1860, costituitosi il Regno d'Italia, riordinato l'insegnamento universitario e rinnovato il personale, le collezioni furono notevolmente incrementate da Achille Costa che creò la collezione entomologica, formata da insetti in gran parte raccolti personalmente nelle sue numerose spedizioni naturalistiche. La collezione Achille Costa, è tuttora custodita in un'apposita sala, attualmente non aperta al pubblico, conta oltre 20.000 esemplari, tra i quali si annoverano i tipi delle specie da lui descritte nei suoi numerosi lavori. E' divisa in tre sezioni: extraeuropea, europea e dell'Italia meridionale ed insulare. Quest'ultima faceva parte di una più vasta collezione faunistica napoletana, la prima raccolta scientifica finalizzata allo studio naturalistico globale delle nostre zone che comprendeva Molluschi, Crostacei, Anellidi, Echinodermi, Cnidari e Poriferi, tra i quali figuravano molti dei tipi delle specie da lui descritte, in gran parte acquistati alla Stazione Zoologica di Napoli, nonché pregevoli modelli in cera realizzati da G. Palma.

Nel 1900 Francesco Saverio Monticelli riorganizzò l'Istituto ed il Museo Zoologico seguendo i principi dell'evoluzionismo darwiniano. Sotto la sua direzione il Museo fu ingrandito con l'attigua sala precedentemente occupata dal Museo di Anatomia Umana. Si realizzò quindi l'attuale disposizione del Museo Zoologico nei due grandi saloni, così come oggi li vediamo.
Durante l'ultima guerra sia l'Istituto che il Museo furono direttamente colpiti e gravemente danneggiati: crollò una parte della volta del salone degli uccelli con conseguente distruzione della vetrina dei Carnivori e degli armadi laterali.
Nel 1948 la direzione del Museo venne affidata a M. Salfi che ripristinò dopo lunghi anni gli armadi danneggiati. I Mammiferi e i pochi pesci e rettili superstiti vennero riuniti nel salone maggiore.

La maggior parte degli strumenti è databile a partire dal 1820, ad eccezione di una lente per cannocchiale di Evangelista Torricelli realizzata nel 1645, una meridiana portatile realizzata a Napoli nel 1769, una doppia lente di Brander della fine del XVIII secolo ed altri oggetti tra cui un pirometro a dilatazione e due bussole nautiche.
L'arrivo di Macedonio Melloni (1798 -1854) a Napoli coincide con un rinnovamento culturale nel Regno di Napoli, iniziato per merito del Ministro di Stato Santangelo. Melloni ivi sviluppò i suoi studi sulla radiazione infrarossa, ottenendo importanti risultati scientifici. Alla sua morte, nel 1854, i suoi apparecchi, tra cui galvanometri astatici, un elettroscopio condensatore, una grande lente a gradinata costruita a Parigi da Henry Lepaute, banchi usati per le misure sul calore radiante e molti altri strumenti, pervennero al Gabinetto di Fisica.
Con la chiamata di Gilberto Govi (1826 -1888) alla cattedra di Fisica dell'Università di Napoli (1878), il Gabinetto di Fisica si arricchì di molti strumenti, soprattutto di ottica. Fu proprio Govi a trovare, su uno scaffale dei laboratori, la lente di Torricelli nel 1884.
Altri strumenti, soprattutto galvanometri, furono acquistati da Emilio Villari (1836 -1904), quando fu chiamato alla Direzione del Gabinetto di Fisica.
Gli strumenti sono tutti classificati dopo ricerche inventariali e bibliografiche. Gli strumenti, di cui è ignoto l'anno di costruzione, sono stati datati in modo approssimato, confrontandoli con apparecchi simili descritti in testi d'epoca.

Canino inferiore di "Iippopotamus amphibius" risalente al Pleistocene e ritrovato a Venosa (PZ).

Ma il fiore all'occhiello del Museo è rappresentato, per l'importanza scientifica e per la bellezza degli esemplari, dalle collezioni di pesci fossili provenienti dai tre giacimenti della Campania ed, in particolare, quelli del Triassico medio di Giffoni Vallepiana (SA) risalenti a circa 210 milioni di anni fa e quelli del Cretacico di Pietraroia (BN) e di Castellammare di Stabia (NA) di circa 115 milioni di anni fa.
Il giacimento di Giffoni Vallepiana è stato oggetto di interesse da parte dei geologi sin dal 1897, quando iniziarono gli studi, voluti dal governo, per una possibile coltivazione dei livelli bituminosi. I primi pesci di Giffoni erano stati però rinvenuti in precedenza nel 1815, dal Cavaliere Filippo Basso, che li portò in omaggio a Re Ferdinando.
La Collezione di pesci fossili di Castellammare di Stabia consta di circa un centinaio di esemplari, quasi tutti in ottimo stato di conservazione. Il primo nucleo di questa collezione fu ceduto dal Real Museo Mineralogico al Gabinetto di Geologia, con annesso Museo, istituito nel 1860.
Nella seconda metà del secolo scorso (1846) iniziarono gli scavi presso la località fossilifera di Pietraroia, con reperimento di fossili che costituiscono l'ossatura principale di una delle più numerose e prestigiose collezioni del Museo. Gli studi condotti per circa un ventennio confluirono nella pubblicazione della Paleontologia del regno di Napoli del 1850, divenuta oggi una vera rarità bibliografica.
Negli anni 1882-1885, il Prof. Francesco Bassani, interessato allo studio delle principali ittiofaune cretaciche dell'Europa e dell'Asia Minore, riscontrò notevoli analogie tra alcune specie di pesci provenienti dal giacimento di Pietraroia ed altre ritrovate nei giacimenti di Lesina e Comen e ne dedusse che l'ittiofauna di Pietraroia doveva considerarsi di età cretacica.
Intorno agli anni 1914-1915 Geremia D'Erasmo fornì una dettagliata descrizione dei pesci rettili e anfibi del giacimento, che allora ammontavano a circa 400 esemplari. Nuovo impulso allo studio della fauna è derivato dallo scavo sistematico che il Museo di Paleontologia ha condotto, in collaborazione con il Museo di Scienze Naturali di Torino, nel 1982, recuperando circa 250 esemplari che sono andati ad aggiungersi alla già prestigiosa collezione del materiale fossile precedente.