湖南省地质博物馆始建于1958年，是全国最早的省级地质博物馆之一，是我省最大的自然科学博物馆，为正处级全额拨款公益性事业单位。

新馆以“科普立馆，科研强馆”的全新发展理念和鲜明的馆藏特色引领科技文化发展的潮流。 湖南省地质博物馆之渊源，可追溯到上个世纪三十年代。

1932年前后，被誉为“湖南地质工作开创者”的田奇镌等中国第一代地质学家，利用长沙上黎家坡33号院内湖南地质调查所的几间旧房，设立了标本陈列储藏室，这是湖南省地质博物馆之前身。

1957年，地质部湖南办事处成立伊始，即着手筹集标本，在长沙市胜利路湖南省地质研究所院内设立地质陈列馆。 

1975年湖南省地矿局将陈列馆扩建改名为湖南省地质博物馆。

1980年国庆节，湖南省地质博物馆正式对外开放。

1985年，国家副主席王震来湖南省地质博物馆视察，欣然题写了馆名。荣毅仁、毛致用等中央领导同志，丹麦、挪威、芬兰等国驻华大使，国际博物馆学会摩尔莉等各国政要和国际知名人士曾先后来馆参观指导并给予了高度评价。

2002年，为实施文化强省战略，经省政府批准，湖南省地质博物馆迁址重建，

2008年底新馆主体工程完工，2009年底开始布展施工。

2012年4月22日，新馆正式对外开放