Гордістю Ільменського заповідника є його природничо-науковий музей. У будівлі музею представлені геолого-мінералогічні та біологічний виставкові зали. У них представлено 9000 експонатів, загалом у фондах музею понад 20000 одиниць зберігання.
Він знаменитий тим, що на його території знайдено г) унікальні скупчення мінералів. У першій половині ХІХ століття тут було знайдено 16 абсолютно нових мінералів. Першим знайденим мінералом 1824 року був монацитовий пісок (монацит). Так само в тих горах порівняно багато родовищ рідкісного мінералу ільменіту.
Відмінною особливістю заповідника можна вважати родовище мінералів. На території зараз перебуває понад 250 різних видів, а завдяки дослідницьким роботам було відкрито 18 нових видів, які раніше не зустрічалися в природі.
Федоровський, який обіймав посаду начальника гірничого управління ВРНГ. Він наполягав на тому, що Ільмени мають бути національним парком, щоб зберегти цей багатий природний мінералогічний музей. Саме це й підштовхнуло Леніна підписати декрет про оголошення Ільменів мінералогічним заповідником.