No átrio superior do Museu, em boa combinação com os volumes arquitetónicos que invadem de luz o edifício, localiza-se um espaço dedicado ao colecionismo científico de malacologia e algoteca.
Considerada pelos especialistas como uma das mais relevantes a nível nacional, a coleção de malacologia do nosso museu, é resultante de dois fatores fundamentais: o empenho fervoroso de inúmeros Ilhavenses que desde 1933 (ainda antes da inauguração do Museu, a 8 de Agosto de 1937) doaram inúmeros exemplares de gastrópodes e bivalves provenientes sobretudo da Guiné, Angola, Moçambique e Timor; e a doação que o conchiologista francês Pierre Delpeut, concretizada em 1976, de 3565 exemplares classificados segundo o sistema de classificação firmado, em 1758, pelo naturalista sueco Carolus Linnaeus, considerado como o “pai” da taxidermia moderna. Deste total apenas está exposta uma ínfima parte da coleção, sendo que a restante se encontra na reserva museológica.
A estreita amizade com Américo Teles, um dos fundadores do Museu, e a proximidade de Ílhavo e dos seus habitantes ao mar e à pesca do bacalhau nos mares da Terra Nova e Gronelândia catalisou a possibilidade de captar para a coleção de Pierre Delpeut espécimes provenientes dos mares boreais trazidos pelos pescadores do bacalhau e, posteriormente, usados para troca com os colecionadores estrangeiros.
Exemplares de rara beleza e outros peculiares são trazidos para a coleção do Museu como é o caso do Isocardia cor (de Linneu, 1767), da família Cyprinidæ, também conhecido por coração de boi, apreciado pela raridade e também pela curiosa utilização dada no Norte de Portugal, onde é usado como castanholas; ou alguns exemplares de gastrópodes da família Muricidæ, dos quais se extraía o corante púrpura durante a Antiguidade e sobretudo utilizado pelos Fenícios.
A algoteca é fruto do entusiasmo de Américo Teles, apaixonado pela beleza das algas marinhas, que desenvolve, em finais da década de quarenta do século XX, trabalhos de recolha, preparação e conservação destas plantas marinhas. As algas são analisadas com vista à identificação da família, do género e da espécie, os exemplares são inventariados mediante a identificação do local de colheita, a data e os nomes do colector e do identificador.
A sua paixão pelas algas revela-se nas ofertas que faz de alguns exemplares ao Museu Municipal de Etnografia e História da Póvoa de Varzim, a Pierre Delpeut e a Jacques Costeau, a quem, em 1979, doa alguns exemplares que figuram na coleção do Museu Oceanográfico do Mónaco.