Die mineralogische und petrographische Arbeitsrichtung am Kabinett vertreten bis zur Trennung der beiden Fachdisziplinen vor allem Wilhelm Joseph Grailich, Gustav Adolph Kenngott, Albrecht Schrauf, Gustav Tschermak und Aristides Brezina. Die paläontologisch-geologische Arbeitsrichtung am Mineralogischen Hof-Cabinet wird von Moriz Hoernes, Mathias Auinger, Theodor Fuchs und Eduard Suess vertreten.
Moriz Hoernes hat seit 1856 die Direktion inne, die er von seinem Vorgänger und Onkel, Paul Partsch, übernommen hat. Hoernes genießt als Wissenschaftler einen ausgezeichneten internationalen Ruf. Das mag vielleicht der Grund für ein sehr ungewöhnliches Geschenk sein, welches das k.k. Mineralogische Hof-Cabinett 1859 zu verzeichnen hat. Der für sein Mäzenatentum weithin bekannte Fürst Anatolij Nikolajewitsch Demidoff, Besitzer der Platinseifen bei Nischne Tagilsk im Ural, überreicht Direktor Hoernes ein Platinnugget im Gewicht von 6,2 Kilogramm, das in einem der Tresorvitrinen im Saal 4 zu sehen ist. Nicht der Kaiser bekommt das vornehme Geschenk, sondern ein Musealbeamter der Monarchie(!) - zweifellos eine sehr ungewöhnliche Vorgangsweise. Das Nugget ist heute das zweitgrößte noch existierende seiner Art.
Gustav Tschermak folgt 1868 Hoernes in der Leitung des Kabinetts nach. Schrauf verfasst 1864 eine Neuauflage des Bibliothekskataloges des Hof-Mineraliencabinets und beginnt mit den Arbeiten zu einem "Atlas der Krystallformen des Mineralreiches, Wien 1865 - 1878"; das Werk konnte er aber leider nicht vollenden. Schrauf wird 1874 zum ordentlichen Professor der Mineralogie an der Universität Wien ernannt und verlässt das Cabinett. Kurz darauf - 1877 - scheidet auch Tschermak aus dem Dienst am k.k. Mineralogischen Hof-Cabinet aus und wechselt auf ein für ihn geschaffenes Institut der Universität Wien über.
Josef Wilhelm Grailich, Nachfolger von Gustav Adolph Kenngott, ist von 1855 bis 1859 als Kustos-Adjunkt am Kabinett tätig. Er gilt als der geistige Urheber des 1860 gegründeten "Vereines zur Verbreitung naturwissenschaftlicher Kenntnisse" an der Universität Wien.

