La colección de Fósiles Extranjeros está compuesta por cerca de 6.940 registros pertenecientes a especímenes no españoles. El Museo Geominero custodia 18 holotipos en esta colección, que son todos originales, salvo una réplica. Unas 1.000 piezas del total de los ejemplares inventariados en esta colección pueden observarse en la exposición permanente del Museo Geominero a lo largo de 23 vitrinas localizadas en el pasillo de acceso al museo. La exposición se estructura por orden cronológico, desde el periodo Cámbrico, hace unos 542 millones de años, hasta el Cuaternario, el más reciente.

Los inicios de esta colección se deben a las relaciones institucionales y científicas establecidas con otros centros de investigación desde el origen del actual IGME a través de intercambios, donaciones etc... Muchos de los ejemplares se incorporaron a la colección durante la segunda mitad s. XIX y primeros años del s. XX, y su máximo interés se centra en aspectos históricos, ya que los ejemplares que la constituyen proceden en su mayoría de yacimientos clásicos o ya desaparecidos.

Entre los ejemplares de la colección es significativa la presencia de los trilobites gigantes del Ordovícico de Portugal; los trilobites y otros artrópodos, cefalópodos, conularias y “gusanos” palaescolécidos de la Formación Fezouata y Bou Nemrou (biota de Tafilalt y Fezouata), dos importantes Konservat-Lagerstätten del Ordovícico de Marruecos, cuyos fósiles presentan conservación excepcional. También destacan los corales devónicos del antiguo Sáhara español; varios grupos de invertebrados procedentes de Eifel y Turingia (Alemania), localidades donde se establecieron los estratotipos de los pisos Eifeliense (Devónico) y Turingiense (Pérmico); los peces del género Palaeoniscus (género propio del Pérmico) procedentes de Mansfeld, otra localidad alemana, que destaca por sus fósiles pérmicos bien conservados; los artrópodos jurásicos de Solnhofen (Alemania); los ammonites del Jurásico de Lyme Regis (Reino Unido) o la extensa colección de invertebrados marinos del Terciario de la Cuenca de París.