Коллекция «Естественно-научная» многочисленна. В нее входят чучела животных, птиц и рыб Ростовской области, останки реликтовых животных ледникового периода, а также образцы растительности, минералы и полезные ископаемые. Изюминкой собрания является коллекция яиц большинства птиц, обитающих в Ростовской области. В 2004 году коллекция значительно пополнилась раковинами моллюсков южных морей.
Чучело стерляди
Чучело обыкновенной сизоворонки
Чучело летучей мыши
Чучело ежа обыкновенного
Чучело дупеля
Чучело домового сыча
Чучела птиц чирка, большой белой цапли, ходулочника-кулика, шилохвости в диораме Водоплавающие птицы
Чучела лося, лисицы, кабана в диораме Лесостепь
Чучела куропаток
Руфа
Окаменевший отпечаток папоротника каменноугольного периода
Окаменевшая сливная конкреция каменноугольного периода
Морской краб
Морской еж
Морской гребешок
Морская звезда
Конус
Кварцит
Бабочка Угрокрылка из семейства Нимфалиды
