Istituito nel 1978, riunisce collezioni di botanica, entomologia, geologia, mineralogia, petrografia, paleontologia e zoologia. Molto ricche sono le raccolte zoologiche provenienti da musei e Istituti di Zoologia Sistematica e di Anatomia Comparata dell'Università di Torino, oltre a quelle acquisite dal museo stesso. In particolare sono significative la collezione ornitologica, con almeno 25.000 esemplari, la collezione di anfibi e di rettili.

Nella sezione zoologica, allestita dall'architetto Andrea Bruno come la stiva di una nave da carico dell'Ottocento, con richiami all'arca biblica, si possono ammirare gli animali appartenenti alle preziose collezioni scientifiche settecentesche recuperati al primitivo splendore. Sede di numerose mostre, il Museo Regionale di Scienze Naturali è anche dotato di una biblioteca specialistica aperta al pubblico.