Die Geologisch-Paläontologischen Sammlungen gehen zurück auf Sammlungen des 1907 gegründeten Geologischen Staatsinstituts, das seinerseits aus den mineralogischen und geologisch-paläontologischen Sammlungen des früheren Naturhistorischen Museums Hamburg hervorgegangen ist. Ein Großteil der Sammlungen wurde durch einen Luftangriff im Jahr 1943 vernichtet. Einige Sammlungsstücke mit Brandspuren zeugen auch heute noch von den Auswirkungen des Bombardements.

Nach 1945 wurden unter Prof. Dr. Erhard Voigt die Geologisch-Paläontologischen Sammlungen wieder neu aufgebaut, nun unter dem Dach des neuen „Geologisch-Paläontologischen Instituts“ der Universität Hamburg. Seit 1975 befinden sich die Sammlungen und das zugehörige Schaumuseum im Geomatikum, Bundesstraße 55. Mit Gründung des Centrums für Naturkunde (CeNak) wurden die Geologisch-Paläontologischen Sammlungen 2014 in das CeNak organisatorisch eingebunden (heute Museum der Natur Hamburg).

Einige dieser Sammlungen besitzen große nationale oder sogar internationale Bedeutung. Sie tragen zu einem grundlegenden Verständnis der Zusammenhänge zwischen geologischen Prozessen, Klimaänderungen, Evolution und der Entwicklung der Artenvielfalt bei, insbesondere für den europäischen Raum.

Übersicht der Geologisch-Paläontologischen Sammlungen:
- Bernsteinsammlung
- Fossile Tintenfische
- Eiszeitliche Geschiebe
- Mikropaläontologie
- Weitere Fossiliensammlungen