Además de las colecciones descritas, existen otros grupos de ejemplares sobresalientes que poseen características propias, y por tanto son considerados aparte. Esto hace que en muchas ocasiones estén ubicados en emplazamientos especiales o en espacios bien visibles dentro del museo. Podemos destacar:

• Colección de Micropaleontología. Consiste en un conjunto de muestras micropaleontológicas de diversa naturaleza (protistas, invertebrados, plantas, vertebrados…) que se ubican y almacenan de una manera especial en un emplazamiento particular en el Museo debido a sus características (láminas delgadas, levigados…). Estos restos son de distinta procedencia (investigación, donación…) y abarcan tanto yacimientos españoles como extranjeros. Atendiendo a su naturaleza, los ejemplares se han clasificado e incluido en alguna de las colecciones principales del museo antes mencionadas. Aquí cabe destacar dos colecciones de autor. Por un lado, la extraordinaria colección de diatomeas que tiene su origen en la agrupación de dos colecciones previas: la de Eduardo Fungairiño de la Peña, que se integró en la de Florentino Azpeitia Moros y que pasa a formar parte de los fondos del Museo Geominero en 1934 tras el fallecimiento de este último. Y, por otro lado, la colección particular de comparación constituida principalmente por foraminíferos de José Ramírez del Pozo, ingresada en los fondos del Museo Geominero en los últimos años.

• Colección de fósiles incluidos en resina fósil. Existe una colección de piezas de ámbar y copal de distinta procedencia que conservan en su interior principalmente invertebrados (insectos y arácnidos). Se catalogan en la colección de Fósiles Extranjeros o en la de Fósiles invertebrados y Flora españoles, según corresponda por su origen. Algunas de las piezas están expuestas, pero dadas las condiciones ambientales óptimas que se deben cumplir para su adecuada conservación, la mayoría de ellas se encuentran almacenadas en un emplazamiento del museo adecuado. En la exposición permanente existe una vitrina donde se explica la formación de las resinas fósiles desde un punto de vista didáctico y divulgativo.

• Colección de incnofósiles. Otro caso particular lo constituyen los icnofósiles, que atendiendo al teórico organismo productor (artrópodos, moluscos, dinosaurios, aves…) y su lugar de procedencia, han sido incluidos en las correspondientes colecciones principales del museo. Un caso notable es la colección procedente del Flysch de Guetaria-Zumaia (Guipúzcoa). Está constituida por unos 80 ejemplares de distintos afloramientos de la costa vasca, y más de la mitad pueden contemplarse en la exposición permanente, como por ejemplo los géneros Palaeodyction, Scolicia o Chondrites. La mayoría de los ejemplares se encuentran en el museo con anterioridad a 1940.

• Colección de estromatolitos. El interés por estos restos por parte del público ha crecido en los últimos años, ya que ha transcendido, más allá de la comunidad científica, la importancia que tienen en los estudios de la aparición de la vida en el planeta. Son los restos de evidencia de vida fósil más antigua de la Tierra. Actualmente, los estromatolitos más antiguos que se conocen tienen unos 3.700 millones de años y se han encontrado en Groenlandia. En la exposición permanente del museo hay una vitrina dedicada a los estromatolitos donde se explica qué son, cómo se forman y su aparición en el registro geológico, además de exponerse vistosos ejemplares de distintas edades y procedencias.

• Un montaje de gran tamaño que reproduce la excavación de los restos del mastodonte Anancus arvernensis en el yacimiento plioceno de Las Higueruelas, en Alcolea de Calatrava (Ciudad Real). Se sitúa en la parte central de la planta principal del museo y representa unas cuadrículas de la excavación, con restos originales de las defensas de gran tamaño de esta especie de proboscídeo, un cráneo y diversos elementos de su esqueleto postcraneal.

• Un montaje de un esqueleto de oso de las cavernas (Ursus spelaeus). El ejemplar expuesto en la vitrina no es especialmente grande y se trata de una hembra. Proviene de la Cueva de Troskaeta (Guipúzcoa, País Vasco), cuya población pleistocena de oso de las cavernas era singular y poseía una serie de particularidades anatómicas en la dentición y los metápodos que llevaron a los investigadores a proponer una subespecie nueva: Ursus spelaeus parvilatipedis.

• Un montaje de un esqueleto de un íbice (Cabra Ibex) procedente de la Cueva del Reguerillo (Patones, Madrid) del Pleistoceno. Fue encontrado en 1966, junto al esqueleto de otros ejemplares, sumergido bajo una lámina de agua de 30 cm. Los investigadores han determinado que la acumulación de estos restos en la cueva es antrópica y se debe a la acción del hombre, más que a la acumulación producida por algún depredador.

• Una réplica del cráneo y las mandíbulas del ejemplar de Tyrannosaurus rex más completo conocido hasta la fecha y descubierto en 1987 en el Cretácico Superior de Dakota del Sur (Estados Unidos). Este ejemplar se conoce mundialmente como “Stan”, en honor a su descubridor, Stan Sacrison. Esta réplica ingresó en el Museo Geominero en el año 2002.