Палеонтологическое собрание образуют окаменелости древних животных и растений с территории Латвии и прилегающих территорий. В этом собрании есть как окаменелости кораллов возрастом 430 миллионов лет и раковины моллюсков возрастом 160 миллионов лет, так и сравнительно молодые – возрастом около 10 000 лет кости мамонтов и других животных четвертичного периода. Наибольшую ценность представляют коллекции окаменелостей различных рыб девонского периода.