Қазақстан жаратылыстану тарихының коллекциясы шамамен 8000 с.б. құрайды, аталған коллекцияға флора (ағаштардың кесінділері, кептірілген жапырақтар, акварельмен салынған суреттері бар гербарилер), фауна (аңдар мен құстардың тұлыптары, балықтар мен қос мекенділердің сулы препараттары, жұмыртқалары бар құстардың ұялары, тұяқты жануарлардың мүйіздері, жәндіктер сақталған энтомологиялық қорапшалар), геология (пайдалы қазбалар), сонымен қатар Қазақстанның табиғаты жөнінде фотоқұжаттар енген. Жаратылыстану тарихы коллекцияларының бірінші экспонаттары Орынбор музейінің жинағынан түскен, содан кейінгілері жоспарлы сатып алу арқылы, КСРО ҒА, ғылыми институттар, Республиканың қорықтары мен қорықшаларынан жинақтау жұмыстары нәтижесінде, сондай-ақ жеке тұлғалардың сыйға тарту сияқты жолдарымен түскен.
Палеонтология
Палентология коллекциясының алғашқы жәдігерлері Орынбор музейінен әкелінді. Коллекцияның ең үлкен бөлігі ХХ ғасырдың соңында экспозиция жасақтау барысында жинақталды. Осы кезде Қостанай, Қарағанды, Алматы, Павлодар, кейінірек Шымкент облыстарына 
экспедициялар жасалды. Коллекцияның бір бөлігін ҚазКСР ҒА және ҚазҰУ (ары қарай әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық Университеті) тапсырды. Осылайша қор В.И. Корнилова, Б.С. Қожамқұлова, П.П. Шилин және Э.Р.Орловскаяның мұрағатындағы материалдармен толықтырылды.
Бүгінгі таңда коллекцияда алты мыңнан астам палеботаника мен палеозоологияның кембриден (570 млн. жыл) голоценге (қазіргі уақыт) дейінгі уақыт аралығын қамтитын 12 геологиялық кезеңнің жер бетінен жойылып кеткен флорасы мен фаунасы сақталған. Жәдігерлердің ішінде ерекше қызығушылық туғызатыны Қазақстанның алғашқы палеонтологы В.С.Корнилова жинақтаған тасқа түскен өсімдік таңбалары, «Әулие» палеонтологиялық қорығынан жиналған жорғалаушылар мен балықтардың тақтатастардағы қалдықтары, 420 млн. жыл бұрын жер бетін мекендеген буынаяқты жануар – трилобиттің (Оllenthella) құм қиыршығында қалдырған ізі, 300 млн. жыл бұрын жер бетін мекендеген алғашқы омыртқалы – стегоцефал (stegocephala) мен 140 млн. жыл бұрын өмір сүрген жеті түрлі кесірткенің (суда және құрғақ жерде тіршілік ететін) қалдықтары, сондай-ақ тұмсықтылардың бес түрінің сүйек қалдықтары ерекше қызығушылық тудыратыны сөзсіз.
Жалпы, жер бетінде адамдар пайда болғанға дейінгі кезеңнің куәсі саналатын палеонтологиялық заттардың барлығы қордағы өте сирек кездесетін бірегей құндылықтарды құрайды.
Фауна
К.К.Клипперт, П.Полосьмаков, А. Енин, Э.Ф. Родионов сияқты танымал таксидермистер жасаған жануарлар мен құстардың тұлыптары аталған коллекцияның құнды экспонаттары болып табылады, олардың тұлыптарды жасау әдісі келушілерді бүгінгі күнге дейін таң қалдырады. Коллекциядағы Халықаралық және Қазақстанның Қызыл кітабына енген 100-ден астам жануарлар мен құстар да (Ілбіс, Жұпар, Ителгі, Казуар, Джек, Ақбас тырна, Сырдария тасбекіресі, Жетісу аяқтыбалығы, Батбат) ерекше құндылыққа ие.
Флора
Коллекция ХХ ғ. 20-50 жж. қалыптаса бастады. 170 жылдық Тянь-шань шыршасы, сексеуіл ағашы, Қазақстанның Қызыл кітабына енген өсімдіктердің 10 түрі – Шренка, Колпаков, Регель, Түркімен қызғалдақтары, марал тамыры, ақжапырақ, шренка тұяқ майтабаны, сивер алмасының кесіндісі аталған коллекцияның бірегей экспонаттары болып табылады.
Геология
Коллекцияда Қазақстанның пайдалы қазбалары көрсетілген. Сонымен қатар табиғи элементтер, метаморфиялық тау жыныстары, құрамында металлы бар рудалар, жартылай асыл минералдар да бар.
Қазақстан табиғаты бойынша дайындалған фотоқұжаттар
Қазақстан табиғаты бойынша дайындалған фотоқұжаттар Қазақстан қорықтарының құрылу тарихы мен қызметін, танымал баушылардың сұрыптау жұмыстарын, табиғаттың өзгерісін, өндірістік кешендердің табиғатқа әсер етуін бейнелейді.
Коллекцияда В.С. Корнилованың (Қазақстанның бірінші палеонтологы), Моисеевтер отбасының (ауыл шаруашылық көрмелерінің қатысушылары, селекционер), А.П. Зенковтың (Верный қаласының инженер-құрылысшысы) және басқа да танымал адамдардың кешендері бар.