歷史
1935年8月，當時南遷的北平地質調查所改名為“中央地質調查所”，在新建的展覽大樓建立了“地質礦產陳列館”，作為所內研究人員標本資料收藏、進行科學研究的場所。 我國地質陳列館的創建，首先得力於地質先驅章鴻釗的倡議，1913年章氏與我國地質事業的創業者丁文江、翁文灝在北平創辦了地質研究所，1916年10月以研究所的學員為主體成立了地質調查所，丁文江為所長、翁文灝為副所長，1921——1937年翁文灝為所長，1937——1940年黃汲清接任，1940——1942年尹贊勛繼任，1942年李春昱接任所長，直至1951年全國地質機構合併、調整。中央地質調查所是我國第一個以地質礦產為主要內容的專業陳列館。
早期起步
1933年由翁文灝出面籌劃、募捐購買了當時稱作水晶台的地皮(即現在南京地質陳列館到南京無線電廠的範圍)，建築了陳列館大樓及圖書館等房舍。1935年8月竣工後，地質調查所由北平遷來南京，自當年9月至1937年初整理布置正式開放展出。開館初期，宋美齡與李德全(馮玉祥夫人)專程來館參觀。到抗戰前夕已建有地質構造、礦物、岩石礦物、燃料、土壤、地史古生物、北京猿人與史前文化、本館出版物等12個陳列室。
建館初期，地質陳列館是前地質調查所的一個陳列部門，當時僅設館長一人負責館務，館內的陳列展出、標本採集、研究分別由地質調查所各研究室籌辦。當時“中央地質調查所”對外稱“中國地質調查所”，全所人員約有100人，其中研究人員有70多人，技術人員有10多人。是當時中國兩個最主要的地質機構之一(另一為中央研究院在雞鳴寺即現在的南京地質古生物研究所內，僅有十多位研究人員)。
遷移重建
1937年日本侵華戰爭爆發，地質調查所於1933年11月由南京撤退，珍貴的標本、圖書裝箱由水路西運，先到長沙修建臨時所址，1938年8月又撤至重慶北碚，直到抗戰勝利1946年返寧為止。在重慶時任命李春昱為所長，主持地質調查所的工作，當時只將書籍開箱，而所有的標本箱均沒有開箱，抗戰勝利後，由李春昱出面向民生輪船公司包租了一艘輪船將標本、圖書全部運回南京，還增添了抗戰時期在大後方工作的成果一祿豐龍等珍貴標本。直到解放前夕，限於經費困難，沒有添置什麼東西，僅到南海採集了些珊瑚標本。
解放前的發展
當時在地調所工作的許多都是國內外著名的地質學者，如研究古脊椎動物的有楊鍾健，古無脊椎動物及古植物的有尹贊勛、盧衍豪、穆恩之、王鈺、李星學、高振西、盛莘夫等；研究構造、礦產的有黃汲清、李春昱、程裕祺、謝家榮等；研究土壤的有李慶奎、熊毅等；研究地球物理的有李善邦、秦馨菱等。解放前夕，全國地質人員不足200人，當時地質調查所的人員就占有五分之二強。儘管工作條件惡劣，但地質調查所的人員一片愛國熱忱之心，在抗日戰爭的艱苦環境中，仍在大後方不間斷地作了大量的地質工作，如楊鍾鍵在雲南祿豐發掘出的恐龍一祿豐龍，許德佑、陳康等人在西南地區三疊系地層的研究，王日倫等在雲貴兩地發現的大磷礦，謝家榮發現的淮南八公山煤田的新發現等，都是在這期間作出的重要貢獻。1944年春許德佑、陳康、馬以思在貴州西南測制地質圖時被匪徒殺害，更是獻身地質事業的典範。1942年3月在重慶舉辦了地質礦產展覽，展出了地質標本、圖幅、出版刊物等，在展品中就有當時新發現的巨大祿豐龍標本，最為觀眾矚目，連續展出三天，觀眾達數萬之多，盛況空前，成為當時最有影響最有意義的展覽會了。這些珍貴的標本至今仍完好無缺地保存在南京地質陳列館內。由地質調查所主持出版了幾份學術刊物：中國古生物志、中國地質學會志、地質論評、中國礦產志等在國內外影響很大。解放前經費少沒錢買書，就是靠這些刊物與國外同行交流資料圖書，與有關學術機構進行交流的有200處之多，其中與國外聯繫的就有192處36個國家，1922——1949年參加第14—18屆國際地質大會，及國際間各項學術交流活動。
解放後的重組
新中國建國之初，1952年，地質部成立，以地質調查所各研究室為基礎分別建立了許多研究機構，中國科學院的古脊椎與古人類研究所、南京地質古生物研究所、土壤所、地理所、地球物理所、地質科學院中國地圖社等。許多人都成為新中國地質學各專業學科的領導或骨幹力量，並陸續成為國內外知名的教授、研究員，有20多人還榮獲科學院學部委員職稱，這裡被地質界人士稱之為中國地質事業發展的搖籃，地質界群英薈萃之地。
1952年地質調查所改名為南京地質陳列館，現屬江蘇省地質礦產局，館內新建了我國第一個寶石礦陳列室，和迄今為止是國內博物館內最大的恐龍生態環境景箱，觀眾到了這裡仿佛步入了一億多年前的遠古時代，龐然大物恐龍，會告訴你有關它那神秘而有趣的故事。還有許多反映地質礦產方面的最新成就，觀眾可以在這裡看到我國第二大的水晶王，以及全國儲量最大的鍶礦。
