Nejstarší sběry fosilií pocházejí z přelomu 19. a 20. století až první poloviny 20. století. Z tohoto období je velmi cenná kolekce subrecentních měkkýšů a křídových fosilií shromážděná V. Hlaváčem. Nejobsáhlejší je sbírka fosilií z permokarbonských pánví, která je v posledních 30ti letech systematicky doplňována o nové nálezy a je vědecky intenzívně využívána a obsahuje typový materiál permských paprskoploutvých ryb.
Celkově obsahuje paleontologický sbírkový fond asi 20000 kusů fosilií (fosilizované schránky, otisky, kosti pleistocenních savců).
Hlavním záměrem rozvoje paleontologických sběrů je systematická dokumentace paleontologických nálezů v oblasti východních Čech. Základním celkem, kterému je věnována pozornost, jsou fytopaleontologické a zejména zoopaleontologické sběry z permokarbonských pánví východních Čech (podkrkonošská pánev, vnitrosudetská pánev, boskovická brázda), včetně srovnávacích sběrů z jiných obdobných oblastí Evropy. Průběžně jsou sledovány výskyty fosilií i ze staršího paleozoika Železných hor, druhohorní fosilie české křídové tabule a čtvrtohorní nálezy savců.
Téměř výhradní formou doplňování fondu je základní terénní výzkum fosiliferních vrstev a terénní sběry v rámci záchranných výzkumů. Výjimečně se uplatňují i cílené nákupy a příležitostné dary od nálezců. Provenience nálezů se týká především lokalit z východních Čech, srovnávací materiál pro kompletaci systematických sbírek je i z jiných oblastí Čech a významných evropských nalezišť.