Il Museo Geologico Gemmellaro dipende dal Dipartimento di Geologia e Geodesia dell'Università di Palermo. La sua istituzione risale al 1838, sotto la direzione di Pietro Calcara (1819-1854), con il nome di "Gabinetto di storia Naturale". Nel 1860, grazie all'impegno di Gaetano Giorgio Gemmellaro (1832 -1904), il Gabinetto di storia Naturale fu trasformato nel Museo Geo-Paleontologico.
Oggi il patrimonio del museo consiste di 600.000 reperti ordinati per collezioni: paleontologiche, paleoetnologiche, litologiche, stratigrafiche, paleobotaniche, vertebratologiche, micropaleontologiche, mineralogiche e di calchi. La ricchezza delle collezioni e la loro importanza scientifica ne fanno uno dei più ricchi musei specializzati d'Europa. Esso, infatti, possiede migliaia di "olotipi" (campioni attraverso i quali istituire una specie per condurre confronti), richiesti da tutto il mondo ai fini della ricerca.
La visita del Museo Geologico consente di osservare reperti che vanno dal paleozoico all'era quaternaria.
Di particolare interesse uno scheletro di donna adulta del Paleolitico Superiore, alla quale è stato dato il nome "Thea", o un cristallo di cloruro di sodio contenente una bolla d'acqua del Mare Mediterraneo risalente a sei milioni d'anni fa, esemplare unico al mondo.
Assieme ad altre istituzioni scientifiche come l'Orto Botanico, l'Osservatorio Astronomico, il Museo Zoologico e il Circolo Matematico, il Museo Geologico è la testimonianza del fervore culturale del capoluogo siciliano.