文史料与自然产物，以地质、矿物、动物、植物、原住民以及历史的收藏为主，并且还收藏了包括农业、水产、工艺、贸易、林产等资料，并保存近四万件标本。目前于2楼将展品整合成「台湾生物」及「台湾原住民」两大常设主题展。大厅原左侧龛位摆放儿玉源太郎铜雕像，右侧放置后藤新平铜雕像；战后移除，置于地下室仓库，改为放置两个大花瓶；2008年台博馆成立百年，两铜雕像改放于顶楼展览厅展示。由于台博馆主馆兴建年代久远，已没有更多的展示与收藏空间，故1994年启用附近徐州路的「研究典藏大楼」（原台湾书店办公室，今教育部第三办公室