Подавляющее число коллекционных образцов  — это обитатели древних морей. В коллекцию включены представители следующих типов животных: простейшие (профессионально изученные фораминиферы), губки (трех-, шестилучевые палеозойские, в основном с берегов Балтийского моря), кишечнополостные (полипняки, разнообразные кораллы, начиная с палеозоя), кольчатые черви, членистоногие (трилобиты, ракоскорпионы, ракообразные, насекомые в инклюзах), моллюски (вымершие аммониты, белемниты, разнообразные двустворчатые и брюхоногие), мшанки, брахиоподы (профессионально обработанная большая коллекция палеозойских видов), иглокожие (морские ежи, звезды, лилии, офиуры), полухордовые и хордовые (разнообразные рыбы, вымершие морские рептилии, морские млекопитающие), также имеются немногочисленные представители флоры.

Географический и временной интервалы находок очень широки. Образцы наиболее древних представителей животного мира (вендобионты) были отобраны с территории Архангельской области (побережье Белого моря), а самые поздние многочисленные и разнообразные голоценовые фораминиферы добыты в водах Атлантики.

Основу коллекции составляют фоссилии палеозойского этапа развития Земли, начиная с кембрия. К ним относятся большинство кишечнополостных, трилобиты, головоногие моллюски, морские лилии, собранные в основном в Московской, Новогородской, Ленинградской областях, на побережье Балтийского моря, на Северном Кавказе и в Крыму, а также брахиоподы из Западной Сибири, Кузбасса, Алтая, Урала, Тувы и Средней Азии. В коллекции также представлены палеонтологические образцы иглокожих, брахиопод, моллюсков, трилобитов из США, Канады, Боливии, Аргентины, Чили, Великобритании, Португалии, Испании, Италии, Германии, Франции, Чехии, Украины, Казахстана, Египта, Марокко, Мадагаскара, Китая, Индонезии, Австралии. Количественный состав образцов, характеризующий мезозойский этап эволюции планеты, не так велик и представлен фоссилиями кишечнополостных, различных моллюсков, морских ежей и позвоночных – акуловых рыб и редких фоссилий морских рептилий.

Самый поздний этап эволюции, кайнозойский, представлен небольшим, но ярким собранием ископаемых рыб из Северной Америки (США, Канада), Южной Америки (Бразилия), Западной Европы (Германия, Франция), Африки, Мадагаскара, Северной Азии (Сибирь и Китай). Особое место в коллекции занимают зубы исполинских акул (мегалодонов) и зубы ископаемых акул, которые послужили ядром для образования железо-марганцевых конкреций на дне Индийского океана.