中国地质大学（北京）博物馆前身为北京地质学院博物馆,始建1952年。建馆初期，标本主要继承了北京大学地质系、清华大学地质系、天津大学（北洋大学）地质系和唐山铁道学院地质科的收藏，历史己逾百年。博物馆主要展出矿物、岩石、古生物化石等地质标本，其藏品乃是由几代地质学者、本校师生自上个世纪以来在各种艰苦的野外环境下采集、积累起来的，也包括了校友和国际友人等馈赠的标本、以及部分购置的标本。

中国地质大学博物馆馆藏的地质标本系统齐全,现馆藏标本总量55000余件，其中公开展出4000余件。藏品除了采自国内各地之外，还有来自世界四十多个国家的标本。

博物馆建馆的主要目的是为地质类专业的教学服务，因此在展室的划分、展品的选择和陈列方式上基本遵循高等教育地质专业课程和教科书的内容体系。目前拥有与地球科学概论、结晶学与矿物学、岩石学、矿床学、古生物学、地史学等地质课程教学配套的较为完整和系统的标本和展示体系。

馆藏和展示标本中除了一批精美的矿物标本和包括恐龙化石在内的珍贵化石标本外，还有一些稀有的标本，如：重达100多公斤的的铁陨石、采自地球之颠－珠穆朗玛峰顶的奥陶纪灰岩、采自太平洋洋底的多金属结核、来自南极大陆的岩石和地表苔藓等等。

1999年，中国地质大学博物馆被中国科学技术协会确定为全国科普教育基地，成为科普教育的课堂。

2008年博物馆迁至学校新建的逸夫实验楼的10－12层，并进行了重新布展，于2010年正式开放。重新布展的博物馆展厅面积约为2400平方米，分为地球科学厅、恐龙厅、地球与生命演化历史厅和地球物质厅四个展厅。