中国地质博物馆烟台馆暨烟台自然博物馆共设14个厅馆，包括主题序厅——序开山海长卷，馆藏自然奇珍、地球厅——探秘地球演化，溯源山海成因、化石厅——定格远古生命，封存亿年时光、矿产厅——石蕴大地瑰宝，馆藏矿产奇珍、黄金一厅——金凝大地灵秀，馆藏千古风华、黄金二厅——解锁炼金技艺，传承采金文脉、黄金地下采场——身临地下矿道，梦回淘金岁月、生物厅——邂逅山海生灵，守护自然生机、根雕艺术馆——枯木生新韵，匠心铸奇珍、观赏石馆——奇石含天趣，天然见风华、王懿荣馆——甲骨惊天下，文脉润烟台、美术馆——笔墨摹自然，丹青绘山海、四大名著根雕馆——一木刻经典，一刀塑江湖、中华第一砚馆——一砚承文脉，一刀刻春秋。馆藏各类藏品近万件。