La sezione Geo-Mineraria è suddivisa in due sale. In quella destinata alla geologia, con l'ausilio di pannelli e di un modello in scala del territorio viene esposta la complessità dei processi che hanno prodotto l'attuale conformazione del complesso montano.
Particolare evidenza viene data all'esposizione di una esauriente campionatura delle rocce sedimentarie che hanno preceduto il vulcanismo, responsabile dell'assetto attuale, e delle rocce vulcaniche.
In questa sala vengono svolte le attività didattiche riservate alla sezione Geo-Mineraria con l'ausilio di strumenti ottici e stereomicroscopici.

Nella sala riservata alla mineralogia sono esposti minerali del territorio tolfetano-cerite suddivisi in minerali utilizzati dall'uomo e minerali non utilizzati.

Ricca è la documentazione relativa alle varie fasi di estrazione e produzione dell'allume che offre al visitatore una riproduzione in scala dell'antico stabilimento ed una riproduzione in grandezza naturale di una miniera in galleria con le attrezzature dei minatori.

Pochi altri luoghi sono cosi strettamente legati ad un minerale e ne portano i segni nel nome oltre che nella propria storia quanto Allumiere che deve la sua stessa origine allo sfruttamento dell’alunite, a partire dal 1460. Dall’alunite, dopo un procedimento lungo e laborioso, si ricavava l’allume, un solfato doppio di alluminio e potassio, utilizzato per la concia delle pelli, per fissaggio del colore sui tessuti, per la fabbricazione della carta, per la produzione del vetro, oltre che in medicina come astringente ed emostatico.