Среди многочисленных экспонатов музея привлекает внимание разнообразием коллекция природных псевдоморфоз (ложных кристаллов). 
Большая часть образцов была приобретена в годы организации Казанского Императорского университета и его Минералогического Кабинета.

Судя по старинным этикеткам, экспонаты псевдоморфоз поставлялись в университет из известных коллекционных фирм Кранца и Верта (Германия), Дамона (Англия), Небеля и Вендлера (Австрия).

Позже коллекция псевдоморфоз пополнялась образцами, привезенными преподавателями и студентами геологического факультета из экспедиций на уральские месторождения: Кочкарское, Березовское, Мурзинское, Гумешевское, Сысертское, Ильменское.

Из наиболее наглядных и представительных псевдоморфоз, хранящихся в музее, отметим следующие. 
Псевдоморфозы превращения или изменения, в которых сохраняется химическое родство между новым минералом и прежним, за счет которого возникла псевдоморфоза, представлены в коллекции музея:

• ложными кристаллами гетита по кубическим кристаллам пирита,
• гетита по пентагондодекаэдрическим кристаллам пирита 
  с реликтами пирита,
• псевдоморфозами магнетита по друзе кристаллов граната (Урал),
• образцами малахита по атакамиту, малахита по куприту (Урал),
• псевдоморфозами мусковита по боченковидным 
  кристаллам корунда 
  (Ильменские горы, Южный Урал),
• образцами псевдоморфоз талька по турмалину 
  (Мурзинка, Урал),
• доставленными А.А.Штукенбергом из Сысертского месторождения Урала, псевдоморфозами талька по актинолиту.

Представлена большая группа образцов псевдоморфоз вытеснения или замещения, образующихся при различных метасоматических процессах и отличающихся отсутствием видимой связи между химическим составом новообразовавшихся минералов и ранее существовавших.

Это образцы, называемые в старинных каталогах "Ложные кристаллы мороксита на серпентине", доставлены из Шишимских гор Урала - псевдоморфозы серпентина по апатиту. 
А также образцы псевдоморфоз:

• гетита по кальциту и гетита по доломиту,
• кварца по галениту и пириту,
• кварца по халькопириту.