Cuenta con seis secciones: invertebrados, peces, mamíferos, anfibios, reptiles y aves.

Alberga colecciones científicas de 366.802 especímenes entre vertebrados e invertebrados.

Esta sección del museo se inició en base las colecciones de Sempere y Castillo en 1979.

[3]​ Actualmente cuenta con especímenes que representan la diversidad de toda Bolivia.

Este departamento desarrolla una investigación paleontológica, generando información científica básica sobre el pasado biológico del país.