1889 yılından bu yana Invalidenstrasse’deki binasında bulunan müzede sergilenen en ünlü parçalar arasında Brachiosaurus Brancai’nin 13 metreyi aşan bir yüksekliğe sahip, dünyanın kurulu en büyük dinozor iskeleti ve ilk çağ kuşu Arkeopteriks (Archaeopteryx) de bulunuyor. Archaeopteryx, dinozorlar ile modern kuşlar arasındaki geçiş formu olarak biliniyor. Kuş özellikleri yanı sıra uzun bir kuyruğunun olması ve gagada dişlerinin olması gibi bazı özellikleriyle modern kuşlarda göremediğimiz farklı özelliklere de sahip.
Yeni düzenlenen dinozor salonu ile birlikte 2007 yılında evren ve güneş sistemini, dünyanın oluşumunu ve evrim mekanizmalarını konu alan sürekli sergiler açılan Berlin Doğa Tarihi Müzesi, Yaklaşık 3000 hayvan türünün yer aldığı ”Biodiversite Duvarı” (Biodiversitätswand) ile, yeni türlerin nasıl oluştuğunu da anlatmayı amaçlıyor.
19. yüzyıldan günümüze kadar orijinal hâliyle gelen salonda 1077 mineral türü de sergileniyor. Ayrıca büyük diyoramalar içinde bölgede yaşayan hayvanlar tanıtılıyor. 2010 yılından beri ziyaretçiler binanın doğu kanadındaki araştırma koleksiyonunu da ziyaret edebiliyor. Bu koleksiyonda, aralarında balıkların, örümceklerin, yengeçlerin, amfibilerin ve memelilerin bulunduğu yaklaşık bir milyon objeden oluşan muhteşem örnekler bulunuyor.
