Expressiva de inúmeras doações efetuadas ao longo dos 85 anos de existência do Museu, esta coleção subdivide-se nos segmentos de ictiologia, fauna e flora da Ria de Aveiro e malacologia. No que respeita aos primeiros segmentos enunciados, os exemplares são peixes e aves existentes no ecossistema da Ria de Aveiro e que, em casos particulares, já não existem exemplares vivos ou encontram-se em vias de extinção. Reunida sobretudo na década de 50 do século XX, a coleção foi conservada por um taxidermista portuense.
Por sua vez, o segmento de malacologia é composto pelos 3 565 exemplares de gastrópodes e bivalves doados na década de 70, do século XX, pelo Conchiologista francês Pierre Delpeut, bem como por outras integrações provenientes de ilhavenses emigrados na Guiné-Bissau, Angola, São Tomé e Príncipe, Moçambique, Timor Leste e Brasil.
Contam-se nesta coleção heterogénea – em espécie, forma e pigmentação – inúmeros exemplares belíssimos, alguns em extinção ou já extintos dos nossos mares e oceanos.