El objetivo del Museo es el estudio de la Paleontología y, principalmente, los fósiles de invertebrados. La colección ha alcanzado cerca de las 70.000 entradas fósiles de todos los periodos geológicos. La documentación para llevar a cabo el trabajo de clasificación y estudio forma una bibloteca especializada con 13.000 títulos. También dispone de un laboratorio apto para preparar los fósiles que van llegando. Además posee un archivo histórico (el fondo Almera, Vidal, Font, Faura, Bataller, Via, Candel, Solé Sabarís, etc.)
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\ Numerosos investigadores de todo el mundo visitan el Museo para estudiar el material de su especialidad. Desde 1988 publica la revista anual Batalleria, que da a conocer parte de la investigación realizada y difunde la vida del Museo. Esta revista llega a los principales centros de investigación paleontológica del mundo. Con la misma finalidad se publica también la revista Scripta Musei Geologici Seminarii Barcinonensis. La colección de holotipos merece un apartado especial.