De entre sus fondos destacan algunos ejemplares históricos, como el megaterio (llegado a Madrid desde Argentina en 1789), el diplodoco (una réplica de dinosaurio regalada por el millonario estadounidense Andrew Carnegie al rey Alfonso XIII) o los magníficos dioramas de aves y mamíferos preparados por los hermanos Luis y José María Benedito, taxidermistas del Museo durante las primeras décadas del siglo XX.