南京大学地球科学博物馆隶属于
南京大学地球科学与工程学院，2002年南京大学“五·二0”百年校庆期间正式开馆。
南京大学地球科学博物馆自2001年11月起筹建，次年“五·二0”百年校庆开馆，展出四个月就已接待数千人次，有国内外几十位大学校长、企业界人士、兄弟院校、
外国留学生、大、中、小学生，反映良好。如香港浸礼大学校长参观后表示：希望有机会去他们那里展出；中国地大一位教师参观后说：虽不大，但十分精致；田家炳中学二位中学生留言：这是第二次来，以后会常来，说不定天天来。另外浙大、同济、华南理工都来收集资料、参观，作为建立同类博物馆的参考。
博物馆的建成要感谢，捐建田家炳书院的田家炳先生，捐资建馆的香港华才集团董事长总经理黄成华先生和潘龙泉校友，以及向本馆捐赠大量标本的中科院南古所和北古所、西北大学、广西师范学院和广大校友各界朋友。
门厅首置2.3米×1.7米的大型
新中国龙（学名）化石标本（距今2.2亿年）。这件龙骨化石，长近4米，头、背鳍、脊椎骨、指爪，均完整清晰。状如盘龙，头居中，尾上摔，五爪上下张扬，极似中国人心目中的龙，令观者惊叹。
展出固体地球的物质组成。展室南北两大展台，陈列岩石标本，分属火成岩和沉积岩（变质岩），背景是大幅岩石露头照片，此布局隐喻火成论与水成论之争。中间是连接两者的矿物展台，因为岩石均由矿物所组成。西墙六个展台，展示各种矿产资源：钨、锡、钼、铍、稀土、铁、铜、铅、锌；大庆和胜利油田的含油岩芯；东太平洋水下5000米海底的锰结核等等。岩石品种较为齐全，各类火山喷发物，近三十种花岗岩，二十余种生物灰岩均具特色。还有地质时期水流、波浪、暴雨、重压等作用在岩石中留下的痕迹标本。矿物收集有近200种，晶形完好，色彩缤纷，晶簇精美。
第二展室，内容是关于地球的运动，集中展示地球上的各类运动及其留下的记录。小者如被切成薄片之砾石，摩擦形成之镜面，岩石中形态各异之摺典……；大者如海底的扩张，大陆的移动，喜马拉雅山之崛起……。详情展示誉为“地学革命”的板块理论，以及其证据和从科学假想、假说、学说、至形成理论的漫长发展历程。
第三展室，内容是地球上的生命史。展示各地质时期的生物总面貌以及脊椎动物之进化（特别是从爬行类到鸟类的进化）、寒武纪（距今5.3亿年）时的生命大爆发和
生物大灭绝等专题，陈品之展品均为十分珍贵，都是廿世纪的重大科学发现。
第四展室，主要展出玉石标本，也将有观赏石、宝石同时展出。玉石文化是东方文化的重要组成部分，有近万年历史。本室标本品种齐全，并以记录其形成地质历史的标本为主，固自有特色，不同于一般玉石展览。