館藏體系是指實物地質資料館所保管的各種實物地質資料按照特定的內在聯系而構成的有機整體。館藏體系是國家實物地質資料館建設的指導行動指南。館藏體系的建設和研究應站在國家高度從整體上考慮國家實物地質資料館長遠規劃和構想，把握整體性、長遠性、規劃性和指導性的原則。館藏體系建設的基礎是實物地質資料的分類，而在各種不同標準的分類中，館藏體系的建設應以實物地質資料的地質工作類型為主館藏體系。館藏體系按地質工作類型分類分為區域地質調查實物地質資料、固體礦產勘查地質調查實物地質資料、石油、天然氣、煤層地質調查實物地質資料、海洋地質調查實物地質資料、水文地質、工程地質、環境地質調查實物地質資料、地質科學研究地質調查實物地質資料。
區域地質調查實物地質資料主要包括重要區域或重點區帶的區域地質項目重大進展和重大新發現的系列標本、光薄片、古生物化石；固體礦產勘查實物地質資料包括國家戰略礦種、優勢礦種的大型、超大型礦床及其他具有特殊意義礦床的主幹勘探線上代表性鉆孔巖礦心、礦體、蝕變帶、圍巖的標本、光薄片；石油、天然氣、煤層地質調查實物地質資料包括在石油、天然氣、煤層勘查中產生的重要鉆孔巖心、巖屑及油氣樣；海洋地質調查實物地質資料是海洋鉆井工程產生的礦心、巖屑、光薄片及遠洋地質調查的海底樣品、標本及其他海洋調查典型性實物地質資料；水文地質、工程地質、環境地質調查實物地質資料包括國家級重大工程地質勘查代表性巖心、大型含水盆地基準孔巖心、重要地熱井巖心等；地質科學研究地質調查實物地質資料包括具有特殊意義、重大研究價值或采於特殊地點的典型古生物標本、巖石礦物標本、構造標本、同位素年齡樣等，科學鉆探工程產生的巖心、軟泥心、冰心，國家重大地質研究專項、極地考察、天體地質等產生的典型標本，其他地質工作如第四紀地質、火山地質、冰川地質、旅遊地質等產生的各類有重要意義的標本。目前各種保管的實物都有壹部分的收藏，但沒有形成系統的館藏體系，還處於比較分散的收藏狀態。實物地質資料館館藏體系如圖5.4所示。
圖5.4 實物地質資料館館藏體系圖