Az Ősnövénygyűjtemény a földtörténeti múltban élt növények maradványait őrzi.
A gyűjteményben számos földtörténeti korból származó, közel harminc országban gyűjtött fosszília található meg. A legkorábbiak a devon időszaki, több mint 400 millió éves szárazföldi növények, de különleges, ritka leleteket őriznek a gyűjtemény fiókjai az egykori Gondwana kontinens perm időszakából, az ún. „Glossopteris-flórából” is, a mai Ausztrália területéről. Karbon időszaki fosszíliák Erdélyből, Csehországból, Lengyelországból, Németországból származnak. Az iharkúti kréta időszaki dinoszauruszokat körülvevő növényvilág maradványai is megtalálhatóak a gyűjteményben, amelynek legfiatalabb leletanyaga pleisztocén lelőhelyeket képvisel.
A gyűjtemény példányainak döntő többsége a Kárpát-medencéből, elsősorban a 65,5–2,5 millió évvel ezelőtti lelőhelyekről származik, de rendkívül gazdag anyagot őrzünk a Mecsek-hegység és Erdély jura korú lelőhelyeiről is.
