Il Museo è strutturato come Centro Interuniversitario tra gli Atenei di Genova, Siena e Trieste, ognuno dei quali ne costituisce una sezione, grazie alle proprie specifiche competenze. Ogni sezione è articolata in:

All'Università di Genova è affidato il compito di valorizzare le ricerche condotte nell'ambito della biologia e dell'ecologia e di curare e conservare il materiale biologico marino e terrestre.

L'Università di Siena cura gli aspetti connessi con le ricerche geologiche, mineralogiche, litologiche e glaciologiche.

L'Università di Trieste si occupa di raccolta e conservazione di reperti geologici, sedimentologici, marini e della storia dell'esplorazione antartica.