La collezione del Museo Geo-Minerario "Aurelio Serra" comprende minerali, rocce, fossili, insieme ad apparecchiature scientifiche. La raccolta, che è articolata nelle sezioni mineralogica, geologica, pedologica e paleontologica, vanta circa 1.000 pezzi di interesse mineralogico, 300 dell'ambito geologico e 200 di quello paleontologico, oltre a diversi profili pedologici riguardanti principalmente i suoli della Sardegna. Sono presenti campioni di rocce effusive ed intrusive, fossili, monoliti di suoli, campioni di marmi e rocce di spiagge dell'isola e di siti esteri. I minerali esposti rivestono una notevole importanza scientifica, o perché rari (per esempio la covellite), o perché provenienti da miniere ormai chiuse da tempo (come gli argenti e la fluorite delle miniere del Sulcis e del Sarrabus) o, infine, per le loro particolari caratteristiche cristallografiche.