Коллекция «Палеонтология» насчитывает 122 единицы хранения.

В коллекции представлены все основные группы органического мира. Имеются остатки сине-зеленых водорослей, плаунообразных, гинкговых, хвойных, покрытосеменных. Крайне интересен отпечаток древовидного растения Лудоватия.

Самым интересными и наиболее ценными являются плиты с отпечатками обитателей Вендской фауны, доставленные Иванцовым Андреем Юрьевичем, сотрудником ПИНРАН в 2002 году.

Ископаемые остатки вендских животных встречаются крайне редко. Единичные большие месторождения их найдены в Австралии, Южной Африке, Северной Америке и на Севере Европы в Архангельской области. Данный экспонат уникален еще и тем, что на нем обнаружено скопление отпечатков различных беспозвоночных. В ископаемом состоянии от вендских животных остаются только отпечатки тел и следы жизнедеятельности.