Il Museo Italiano di Scienze Planetarie conserva una delle collezioni più importanti a livello nazionale di meteoriti e rocce da impatto e una collezione di campioni mineralogici tra i quali alcuni unici a livello mondiale. 
Le collezioni del Museo di Scienze Planetarie hanno cominciato a formarsi a partire dal 1999, grazie ai finanziamenti erogati dalla Provincia di Prato per l’acquisto della Collezione Nardini, 1500 campioni mineralogici che costituiscono il primo nucleo delle collezioni del Museo. 
Negli anni successivi, sia prima che dopo l’apertura del museo, il numero e la qualità dei campioni delle due collezioni è progressivamente aumentato grazie ad acquisti, donazioni di collezionisti, missioni di ricerca e, per le meteoriti, grazie all’intensa attività di classificazione svolta dal Museo stesso. 

COLLEZIONE DI METEORITI

La collezione di meteoriti del Museo Italiano di Scienze Planetarie è composta da 928 esemplari, appartenenti a 395 meteoriti diverse.  Attualmente si trovano in esposizione 125  esemplari di 67 diverse meteoriti. 
Si tratta di una collezione molto importante sia da un punto di vista scientifico, i campioni che la costituiscono sono infatti rappresentativi della quasi totalità delle tipologie di meteoriti finora conosciute, sia da un punto di vista museologico – espositivo poiché alcuni esemplari presentano caratteristiche estetiche e dimensionali uniche, come le due grandi fette delle pallasiti Imilac e Seymchan, il frammento completo, di quasi 700 g, di meteorite marziana, dimensioni rare per questa tipologia di meteoriti, e ancora, i grandi campioni di meteoriti metalliche Nantan (272 kg) e Campo del Cielo (55 kg), la particolarissima fetta della meteorite carbonacea Gujba o il rarissimo frammento, dall’aspetto sfrangiato (shaprenel) della meteorite Sikhote Alin con inglobato un frammento di legno.  
I campioni della collezione provengono da acquisti da commercianti e collezionisti di meteoriti, da missioni di ricerca scientifica effettuate dai ricercatori del Museo nelle zone desertiche dell’Hammadah al Hamra in Libia  (138 frammenti di 13 meteoriti diverse), nella regione dell’Acfer in Algeria (30 frammenti di una meteorite di 14 kg) e, più recentemente, in Cile (tre meteoriti ancora in corso di classificazione, tra le quali una di 5kg) e dall’intenso lavoro di classificazione di nuove meteoriti svolto dal Museo stesso. 
Il Museo Italiano di Scienze Planetarie ha classificato infatti ben 270 nuove meteoriti, di cui conserva gli olotipi in qualità di repository ufficiale della Meteoritical Society. 
Integrano e completano la collezione di meteoriti , 270 sezioni sottili e 178 inglobati. 

COLLEZIONE ROCCE DA IMPATTO

La collezione di impattiti è composta 265 da campioni, provenienti da 37 diversi cratreri da impatto terrestri. 
Una parte cospicua della collezione, con campioni anche di dimensioni notevoli, proviene da missioni di ricerca ai crateri di Ries – Steinheim (Germania), di Rochechouart (Francia) e di Tenoumer (Mauritania), mentre i frammenti di Libyan Desert Glass sono stati rivenuti durante la missione in Egitto. 
Altri campioni sono stati donati al Museo da ricercatori con i quali ha collaborato mentre altri sono stati acquistati, con l’intento di incrementare sempre più il numero dei crateri terrestri rappresentati. 

COLLEZIONE MINERALI

La collezione di minerali del Museo Italiano di Scienze Planetarie è composta da circa 6500 campioni di cui 130 esposti. I campioni sono rappresentativi di 677 specie mineralogiche diverse. 
Esemplari di eccezionale valore estetico, dovuto alla rarità e/o alle dimensioni dei cristalli, provengono da acquisti dai più importanti collezionisti e commercianti a livello mondiale. Tra questi, un topazio di notevoli dimensioni di colore bruno-rosato, un campione pluridecimetrico di un’associazione di fluorite e calcite, una pirite elbana con cristalli rombododecaedrici di dimensioni decimetriche, appartenuta alla collezione di Adalberto Giazotto e, uno straordinario campione di brasilianite, con cristalli con habitus prismatico di colore verde, estremamente puri, da molti ritenuto il più bello a livello mondiale. 
Oltre a campioni provenienti da tutto il mondo, nella collezione del Museo di Scienze Planetarie, è rappresentato fedelmente il patrimonio mineralogico della Toscana, attraverso una serie di esemplari in larga parte oggi introvabili, provenienti dalle più importanti aree mineralogiche toscane come le Alpi Apuane, l’Isola d’Elba, Campiglia Marittima, l’area di Gavorrano e del Monte Amiata.  
Questo è stato possibile grazie alle molte donazioni, avvenute nel corso degli anni, da parte di collezionisti pratesi e non solo o dei loro eredi, che hanno deciso di rendere fruibile al pubblico il risultato di un’attività portata avanti con passione nel corso della loro vita. 

Collezione Ciatti: 600 esemplari con alcune rarità;
Collezione Farina: 2100 esemplari, di cui 624 micromount, di notevole interesse scientifico;  
Collezione Borchi: 700 campioni in prevalenza toscani; 
Collezione Berardono: 30 campioni di varia provenienza; 
Collezione Tasselli:  una stibiconite e una siderite del Monte Serra; 
Collezione Don Pieri: 300 campioni di varia provenienza; 
Collezione Toccafondi: 5 campioni di zircone del Monte Ferrato; 

Le donazioni più recenti sono quelle dei collezionisti pratesi Bernocchi e Braga, in prevalenza toscani, e del fiorentino Morandi, con una collezione di reperti provenienti dall’Africa. 
La collezione Bernocchi, 234 esemplari, raccolti personalmente, di notevole valore estetico, provengono dalle più importanti aree mineralogiche toscane, nonché da zone minerarie oggi non più accessibili. 
La collezione Braga, uno degli ideatori del Museo di Scienze Planetarie e esperto conoscitore dei siti estrattivi della Toscana Meridionale, è composta da circa 1200 esemplari provenienti perlopiù dalle miniere del Monte Amiata e delle Colline Metallifere.