Die Mineraliensammlung des Mineralogischen Museums führt Minerale, Edel- und Schmucksteine wie auch Synthesen und Imitationen von Mineralen. Die Sammlung bildet die Grundlage für mineralogische Forschungen und für die Lehre an der Universität Hamburg und bietet den Fundus für die öffentliche Schausammlung. Seit 1988 ist die Sammlung von zumal rund 1.600 auf bis dato (2022) etwa 3.155 der zurzeit rund 5.800 anerkannten Mineralspezies angewachsen und stellt damit eine der größten mineralogischen Referenzsammlungen in Deutschland dar. Im Rahmen der Geodiversitätsforschung wurden im Mineralogischen Museum zahlreiche neue Minerale wissenschaftlich beschrieben und sind als so genannte Typminerale im Museum hinterlegt.