Le musée cantonal de géologie de Lausanne a fusionné et est devenu, dès le 1er janvier 2023, un département du Naturéum, un musée suisse situé à Lausanne et consacré aux sciences naturelles. Fondé en 1818, le musée de géologie a rejoint le Palais de Rumine dès son inauguration au début du XXe siècle. Initialement, il conservait et présentait environ 1 000 minéraux offerts par le tsar Alexandre Ier à Frédéric-César de La Harpe. Avec le temps, ses collections se sont diversifiées.

En 1874, sous l'impulsion d'Eugène Renevier, le musée gagne son indépendance et ouvre au public en 1878. En 1906, le nouveau musée cantonal de géologie ouvre ses portes au Palais de Rumine, peu avant le décès de Renevier. Son successeur, Maurice Lugeon, lui dédie une salle avec un portrait peint par son frère, Frédéric Renevier.

En 1907, grâce à un échange avec le naturaliste Paul Carié, le musée reçoit une cinquantaine d'ossements de dodo (Didus ineptus), permettant la reconstitution d'un squelette presque complet. En 2016, ce squelette est reconstitué en 3D, et en 2017, il est exposé au musée.

En 2012, le musée organise une exposition sur les météorites, suivie en 2015 par « 100% naturels » présentant des pierres aux formes surprenantes. En 2018, l'exposition « Amiante! Une fibre miraculeuse, naturelle, tueuse » est mise en place pour sensibiliser le public sur ce minéral.

Le musée participe également au projet GeoMol en 2018 pour un relevé topographique 3D de la Suisse. En 1996, une association des amis du musée a été créée pour soutenir ses activités. Depuis le 1er janvier 2023, le musée cantonal de géologie est devenu le département de géologie du Naturéum.