De naturhistoriske samlingene i Museum Stavanger går helt tilbake til opprettelsen av Stavanger museum i 1877. I Stavanger museums direksjons beretning for 1877 ble det anført at «Til Skibsførere, der droge ud paa længere Reiser, blev der uddelt Exemplarer af en af Adjunkt Bahr forfattet kort Anvisning til at konservere Naturalier for Museet med Anmodning om, naar Leilighed gaves, at have Museet i Erindring». Senere ble navnet Zoologisk avdeling, og fra konsolideringen med Museum Stavanger AS 1. juli 2010 ble navnet Avdeling for naturhistorie. Avdelingen har gjennom de siste 100 årene spesialisert seg på ornitologi, og driver den nasjonale Ringmerkingssentralen for fugl og Revtangen ornitologiske stasjon.