档案馆拥有4个标准地学标本存档室、1个科研和教学成果展示厅、1个信息处理室、4个研究工作室，总面积约2500平方米，配备了各种现代化的地学标本存档和研究设备以及可供教学活动和学术交流的多媒体演示系统。
初次来到北大地质博物馆，记者就被博物馆门口一面墙壁所吸引，这面墙壁上呈现的是不同形状、颜色各异的石块拼成的旋涡状图案。据博物馆馆长、古生物学研究专家孙元林教授介绍，石块是从全国各地收集来的，图案的中心如宇宙的中心，寓意着宇宙万物演化和发展的进程，这与地质学的研究对象——地质的演化历史不谋而合。
“既然是地质博物馆一定少不了石头，就是学术上的岩石矿物或者生物化石标本。若你觉得石头没什么可看的，那你就外行了。这些看似普通的石块上可记载着大自然神奇的鬼斧神工和生物演化的脉络。”孙老师笑着说。
可申报吉尼斯世界纪录的晶簇
地球上的岩石依据其成因不同可以分为沉积岩、火成岩和变质岩三大类，并且这三类岩石在不同的环境下可以互相转化。博物馆对这三类岩石均有展示。其中一个展柜展示了来自五大连池的火山岩标本，包含了火山喷发形成的整个岩石系列，例如火山灰、流纹岩和浮岩等，现在要收集这么齐全的系列标本难度很大了。这些标本很直观地展现了火山喷发后，岩石冷凝的过程，比如说流纹岩，仿佛可以看到火山喷发后，岩浆喷溢而出，在地表缓缓流动，慢慢凝固，其中岩浆流动形成的结构清晰可见。这些标本不仅使地质专业的同学们有身临其境的感觉，而且有助于科普工作的开展。
馆藏的矿物标本，一部分是北大地质系老师们的多年收集的成果，另一部分是巴西裔华人孟涛明先生在世界各地收集后在博物馆借展。其中最显眼的是在博物馆门口展出的标本：长石、水晶、方解石、云母晶簇。
“在自然界，不同的矿物晶体会共生或者伴生在一起，形成各种组合，展现出各自的颜色和形态，也被叫做晶簇。这件精美的晶簇常常引人驻足观看，有人会质疑它的真实性，这么完美的晶体，怎么可能是天然组合的？这也是这件矿标最难得之处，这种相互穿插切合的方式，人工方式是做不到的。这件晶簇体积之大，晶型之完好足够申报吉尼斯世界纪录了。”在参观中得知，矿物晶体的形态不但可以揭示其晶体形成时的温度和压力情况，而且也可以帮助我们了解晶体的形成过程，同时，精美的矿物标本也是博物馆一道美丽的风景。
贵州龙——世界罕见的重大科学发现
博物馆除了这些精美的矿物标本，形态各样的岩石标本外，还有许多远古生物形成的化石，当然，它们现在也是“石头”，是记录了地球上生命演化信息的特殊“石头”。在博物馆中，我们可以看到按照时间顺序展出的每个时代具有代表性的化石标本，从生物成因的叠层石，到泛滥古生代海洋的三叶虫，还有一个比较特别的就是中生代的海生爬行动物化石。
这些海生爬行动物化石分别来自我国南方安徽、湖北、贵州、云南等地。一般情况下，我们会把这些生活在远古海洋中的爬行动物叫做“龙”，它们中有的体型巨大，例如肖尼鱼龙，体长可达26米，也有小家伙，例如贵州龙。这些海生爬行动物的祖先生活在陆地上，但是，在二叠纪末的生物大灭绝之后，可能由于陆地环境的改变，驱使它们返回到海洋中生活。我们不禁也会好奇，它们为什么会返回到海里，返回到海洋之后又是如何一步步适应海洋生活的？这些化石标本可以帮助我们研究和解开这些谜团。
孙老师首先把记者带到了一块标着“贵州龙”的化石标本前。据他介绍，贵州龙进入公众的视线源于2014年因“一个人的毕业照”而走红的女生薛逸凡。她在本科所做的科研就是贵州龙，也是博物馆有特色的展品之一。
贵州龙是一种长脖子的鳍龙类，是在中生代（距今2.5～0.65亿年）海洋中生活的爬行动物，一般个体较小，长度约10～20厘米。贵州龙化石最早发现于1957年，它被誉为世界罕见的重大科学发现，因为贵州龙化石具有许多原始特征，是研究早期海生爬行动物演化的重要资料，为地球史、生物演化史的研究提供了重要证据，科研价值很高，十分珍贵。由于其数目众多，古生物学家们也对这个类群的个体发育和性别差异进行了研究。“通过这一块块不起眼的‘石头’，我们就可以知道一个已经灭绝了的类群的生命历程，是不是很有意思？”
从目前科考情况来看，贵州龙化石主要分布在贵州省南部与云南省交界地区一代。可以想象，在几亿年前该地区曾是一望无际的大海，而今却变成了崇山峻岭，真是沧海变桑田。
陆霸恐龙，海霸鱼龙
“这是一件很有地质研究价值的宝贝。”孙老师边说边指着博物馆地下陈列室的一件标着“邓氏贵州鱼龙”字样狭长的化石标本。这件标本产自贵州兴义。虽然它与贵州龙只差一个字，但长相却完全不同，也分属两个不同的亚纲。眼前的贵州鱼龙化石身体宽扁、尾巴细长，骨骼完整、体态自然，栩栩如生。孙老师解释，鱼龙类是生活在中生代海洋中的爬行动物。它的出现比陆地上的恐龙还要早，在早三叠世（三叠纪是中生代的第一个纪，又分为早中晚三叠世）的时候，它们的祖先从陆地返回到海里生活。鱼龙类的典型特征是长长的嘴巴，大而圆的眼眶以及长长的尾巴，到后期还具有尾弯，说明它们的游泳速度非常快，当恐龙在陆地上称霸的时候，鱼龙也成为了海洋中的霸主。
贵州鱼龙是生活在中三叠世的一种大型鱼龙，尽管比不上前文所说的肖尼鱼龙，它的体长也可达7-8米。贵州鱼龙虽然和恐龙一样生活在两亿多年前的三叠纪时期，但最多只能算是恐龙的远亲，不是恐龙。通过了解，博物馆的这件贵州鱼龙标本大约有7米长，发现于贵州省黔西南州兴义市乌沙镇。由于体形过于巨大，在标本发掘时将其切割成了六大块，便于运输。参观者特别乐意成为比例尺与它合影。
在博物馆的地下陈列室还展出了我国南方发现的早三叠世的巢湖龙，中三叠世的新民龙、混鱼龙，晚三叠世的关岭鱼龙等，完整地展现了三叠纪时期鱼龙的演化阶段，这对研究了解鱼龙的演化过程和其对水生生活的适应提供了很好的研究材料。
生活在海中的恐龙祖辈
在博物馆展厅，一块标着“混形黔鳄”字样的化石引起了记者的注意。为何叫这名字？“其实就是指在贵州省发现的具有混合特征的初龙类。”孙老师说。
标本前面的展示牌注明这件混形黔鳄标本是在贵州省盘县的新民乡的三叠纪海相地层中发现的。贵州省盘县新民乡是北大地质学系在2002年开始建立的一个野外科考工作点，到目前已经进行了6次比较大规模的发掘，发掘的过程中，地质学系的老师也会向当地的老乡征集一些标本，这件混形黔鳄标本就是在一次科考中从当地老乡手里征集到的。“老乡也不懂这些化石的意义，就以为是普通的石块，但是这些石块在我们眼中可是宝贝。当我们看到这些石块被老乡随意地丢在家里的角落里，特别心疼。”
混形黔鳄属于初龙类，或者叫槽齿类。这类动物是爬行动物演化史上的一个重要类群，早期的初龙类生物繁盛于2亿多年前的三叠纪时期。后来的恐龙、翼龙和鳄类等中生代爬行动物的主要门类都是初龙类的分支。对于混形黔鳄奇妙的镶嵌式特征组合，古生物学家认为只能通过这一动物当时的生活方式来解释。因此，混形黔鳄是早期初龙类中首次被确认的海生类型，古生物学家们推测它们生活于大陆或者海岛边缘的浅海环境中，偶尔也可以在陆地上活动。在岸上或者较浅的水中时，它以四足或者两足行走，而在较深的水中，它则通过尾部的摆动快速游泳，捕食猎物。