Die Naturwissenschaftliche Sammlung des Museums Wiesbaden ist ein umfangreiches Archiv der belebten und unbelebten Natur. 1829 von Wiesbadener Bürgern ins Leben gerufen, gehört sie heute zu den 15 größten naturkundlichen Sammlungen in Deutschland.

Die Sammlung bewahrt eine Millionen Naturobjekte aus der ganzen Welt und allen Erdzeitalteren und bietet einen großen Fundus an Attraktionen: Paradiesvögel Neuguineas, Beuteltiere Australiens, Schmetterlinge Südostasiens und Jagdwaffen Afrikas. Weitere Besonderheiten sind Fossilien von Wollnashörnern und Mammuts aus den eiszeitlichen Flussablagerungen bei Wiesbaden und durch den Menschen ausgerottete oder vertriebene Tierarten wie Java-Tiger, südafrikanisches Quagga und der letzte in Hessen lebende Wolf.
Die Sammlung wird wissenschaftlich bearbeitet und gepflegt und steht für Forschungen, Ausbildung und Ausstellungen zur Verfügung. Ständig wächst die Sammlung weiter, durch eigene wissenschaftliche Arbeit, Schenkungen und Ankäufe.

Das Museum schätzt sich glücklich ein bedeutendes kulturhistorische Erbe zu besitzen. 300 Jahre alte Schmetterlinge von Maria Sybilla Merian (1647-1717) finden sich in der 40.000 Stück umfassenden Gerningschen Insektensammlung. Zu Beginn der Aufklärung wuchs das Interesse an der Natur und Merians genaue Naturbeobachtung und Darstellung machten sie als Künstlerin und Naturforscherin berühmt. Ihre Arbeit gilt noch heute als gelungene Synthese von Kunst und Natur.

Die Naturwissenschaftliche Sammlung des Museums Wiesbaden ist derzeit wegen grundlegender Sanierungsarbeiten geschlossen. Nach der Wiedereröffnung werden die Sammlungen im Jahre 2013 mit einem völlig neuen Konzept präsentiert.