Экспозиция геологии Семейского региона представлена геологической картой. На ней показаны геологические отложения в земной коре. Здесь же имеются 4 диорамы, на которых ярко представлены основные этапы становления жизни на Земле.
Макеты дополняют палеонтологические находки (в витрине), найденные на различных участках берега Иртыша: окаменелые раковины моллюсков, отпечатки растений на минералах, часть ствола окаменелого дерева палеозойской эры, черепа носорога и бизона, бивни, зубы и позвонки мамонта, затылочная часть пещерного медведя и многое другое.
Экскурсия продолжается у экспозиции «Полезные ископаемые». Центральное место в ней занимает карта полезных ископаемых, на которой показаны крупные месторождения с большими запасами полиметаллических руд и каменного угля. Ведется разработка месторождения строительных материалов, известно большое количество месторождений золота, добыча которых ведется на руднике Боко, Акжал, Суздале. Представлена коллекция минералов, переданная музею краеведами братьями Белослюдовыми. В экспозиции показаны фотографии и личные вещи Сухорукова Александра Архиповича, Кучукова Фарида Ахметовича, Ахметова Камита Оразовича, с участием которых выявлено и разведано значительное число полезных ископаемых. Здесь же показаны инструменты рудника.
Неоднороден рельеф территории Семейского региона. Вся центральная и западная части заняты восточными отрогами Центрально-Казахстанского мелкосопочника. В пересечении 50 широты и 80 долготы к востоку от Гринвича в 40 км от г. Семей определен географический центр суперконтинента Евразия. На фотографиях показаны различные виды складчатости гор и макет казахского мелкосопочника.
Климат региона резко-континентальный с холодной, относительно малоснежной зимой и жарким засушливым летом. На макетах раскрыты сезонные изменения в жизни растительного и животного мира. Экспонируются метеорологические приборы для измерения атмосферного давления, температуры и влажности воздуха.