Die Meteoritensammlung umfasst rund 6.000 Exemplare von etwa 4.100 verschiedenen Meteoriten. Aufgrund der bis in die Anfangszeiten der Meteoritenforschung reichenden Historie der Sammlung beherbergt sie viele Stücke aus dem europäischen Raum; so auch viele Hauptmassen der in Deutschland gefundenen Meteorite.

Mittlerweile befinden sich Stein-, Stein-Eisen- und Eisenmeteorite aus allen Teilen der Welt in der Sammlung, wodurch ihr eine entsprechend hohe internationale Bedeutung zukommt.

Zu den Sammlungsmaterialien gehören vollständige Individuen oder Bruchstücke, sowie gut 1.300 Dünnschliffpräparate. Als Zeugen der Entstehung unseres Sonnensystems sind Meteorite zudem wichtiger Bestandteil der Dauerausstellung des Museums.