Działalność Zgromadzone zbiory wykorzystywane są do celów badawczych i popularyzatorskich. Różnorodna formy upowszechniania nauk o Ziemi i programy edukacyjne adresowane są do szerokich kręgów odbiorców, począwszy od dzieci i młodzieży aż po publiczność „trzeciego wieku”. Systematyczna działalność wystawiennicza obejmuje organizację wystaw stałych, czasowych i objazdowych prezentowanych we własnej siedzibie oraz różnych ośrodkach w kraju i za granicą.
Pracownicy Muzeum Ziemi uczestniczyli w polsko-mongolskich wyprawach paleontologicznych na pustynię Gobi. Ze strony muzeum uczestniczyli w nich m.in. Teresa Maryańska i Gwidon Jakubowski. Zorganizowano osiem takich wypraw w latach 1963−1971r.
Wystawy stałe i stoiska ekspozycyjne Ziemia jest jedna Procesy kształtujące oblicze Ziemi Z przeszłości geologicznej Ziemi Granity, granity... Kiedy powstał węgiel Historia geologii Uczeni z zakresu nauk o Ziemi na znakach pocztowych Z archiwalnego skarbca Muzeum Ziemi Pancerni władcy dawnych mórz Świat roślin i zmiany klimatu Bursztyn – od płynnej żywicy do sztuki zdobniczej Meteoryty – kamienie z nieba Mineralogiczny alfabet Wielkie ssaki epoki lodowcowej
Ekspozycje na otwartej przestrzeni Zabytkowe głazy narzutowe Lapidarium – Kamienie budowlane Polski Żywe skamieniałości