Créé en 1819, le muséum s'est installé dans l'aile droite du Palais Longchamp en 1869. Il rassemble des éléments de la faune et de la flore, actuels ou fossilisés.
Le musée cultive sa spécificité méditerranéenne avec, notamment, une salle consacrée à la Provence.
Une autre salle est consacrée à la zoologie mondiale. Elle présente des espèces naturalisées, dont certaines sont très rares, comme le grand lézard de Nouvelle-Zélande.
A voir également, la salle de préhistoire régionale, ainsi que l'aquarium.