Naturhistorisk avdeling var inntil desember 2008 lokalisert i Tårnbygget på Moholmen, i byens gamle bydel og ble da samlokalisert med Kulturhistorisk avdeling. Naturhistorisk avdeling fokuserer på dyreliv og andre naturforhold i Helgelandsregionen – og samspillet mellom natur og kultur. I 2019 flyttet Naturhistorisk avdeling tilbake til Moholmen og finnes nå i bygget Moment, sammen med kulturhistorisk avdeling. Utstillingene som vises der er om vågehval ("Døden i plast") og "Dyr på Helgeland", samt den historiske utstillingen om brødrene Ravnå fra Langvassgrend som samlet preparater til professor Collett ved Universitetet i Oslo; "En bygd med vindu mot verden".