這座湖南地質博物館有著悠久的歷史文化底蘊，并且這里主要分為6個展廳，分別是地球奧秘廳、地質礦產廳、地質環境廳、生命演化廳、礦物寶石廳、測繪地理信息廳，關于具體的展廳介紹如下。

1、地球奧秘廳

新的地球奧秘廳首先空間面積比以前擴大了好幾倍，所以所展陳的內容也比過去豐富了很多。從宇宙，到地球，再到我們的家鄉湖南，會向人們展示一個系統全面的地球。其次運用模型設備、場景還原和聲光電等手段，讓知識也變得更加生動有趣。陳展內容包含最近幾年人們很關注的月球與火星探測，地球上正在發生的一切地質作用，還有湖南這塊陸地從形成到今天所有的地層標本等等。

2、地質礦產廳

系統全面的介紹了不同類型的“礦”是如何形成，它有什么用途，運用哪些手段可以找到他們，發現之后應該如何處理。我們湖南目前做的怎么樣。

3、地質環境廳

地質環境廳主要包括三個方面的內容： 1、地質環境與人類;2、地質災害;3、山明水秀(湖南特色的地質遺跡，地質公園)。在地質環境廳通過多媒體著重介紹張家界地貌、丹霞地貌、巖溶地貌三大地貌景觀，當然我們還能通過展板、二維碼了解到花崗巖地貌、第四紀冰川地貌等地貌美景。

4、生命演化廳

生命演化廳主要展示展品就是化石。化石就是一個個石化的生物。它們可以非常真實的告訴我們史前生物的樣子。科學家們發現的化石非常多，在這個展覽中，將演化歷史劃分成六個篇章，每一個篇章的展品都在講一個演化階段，比如生命的萌發、海洋生命的繁榮、生命的登陸、恐龍世界、哺乳動物的繁榮等。每個篇章都精心挑選了一些有代表性的化石展示出來，比如三葉蟲、鸚鵡螺、珊瑚，還有各種古魚類、植物、菊石、海百合、恐龍以及大熊貓、劍齒象等等。

5、測繪地理信息廳

展廳里收集整理了中國古代不同時期繪制的各類地圖(復制品)，以及古代的測量工具(復制品)，大家可以看到我們中國古代的測繪智慧。還可以利用先進的現代測繪科技“天地圖”來繪制一張自己的專屬地圖。可以通過新舊地形圖、遙感影像地圖的對比看到長沙城區的變遷過程。特別是我們的“智繪三湘”環幕影像沙盤，會不斷向大家展示湖南測繪地理信息事業服務社會民生的成果。

6、礦物寶石廳

這個展廳中的寶貝可多啦，隨便給你們點幾樣：有產出于湖南沅江重達13.58ct的寶石級鉆石原石;有重達360g的自然金;有呈現出完美“鴿血紅”色的紅寶石項鏈耳墜套裝;有來自藍寶石著名產地斯里蘭卡重達6.01ct的藍寶石吊墜;有贊比亞“奶奶綠”祖母綠三件套套裝;有直徑達到1.7cm的南洋白珠、南洋金珠、大溪地海珠;有主石重達46.16ct的多色碧璽項鏈;有產自坦桑尼亞重13.15ct的坦桑石水滴吊墜。