موزهٔ تاریخ طبیعی اصفهان در یک بنای مربوط به سدهٔ نهم خورشیدی (سدهٔ پانزدهم میلادی)، متعلق به دوران تیموریان، قرار دارد. این بنا دارای چند تالار بزرگ و یک ایوان است که با مقرنس و تزیینات گچبری زینت داده شده است. شاید این ساختمان محل چندان مناسبی برای نمایش جانوران نباشد، به ویژه دایناسورهای پلاستیکی جلوی بنا به گونهٔ ناهنجاری با معماری بومی ساختمان ناهماهنگی دارند. موزهٔ تاریخ طبیعی شامل هفت سالن به شرح زیر است:

سالن راهنمای موزه.
سالن بی مهرگان مشتمل بر انواع تک سلولی‌ها، اسفنج‌ها، مرجان‌ها، خارپوستان، نرم تنان، بندپایان، حشرات و صدف‌های کمیاب.
سالن گیاه شناسی مشتمل بر انواع گیاهان گلدار، بی گل، گیاهان دارویی، صنعتی و تنه درختان جنگل‌های ۱۸۰ میلیون سال پیش ایران.
سالن زمین شناسی شامل کلیهٔ مواد تشکیل دهندهٔ پوستهٔ جامد زمین، کانی‌ها، کریستال‌ها، سنگ‌های معدنی، رسوبی و....
سالن جغرافیای طبیعی و نقشه‌ها مشتمل بر انواع نقشه‌های ایران(زمین شناسی، گیاهان، جانوران و...)
سالن مهره داران که بزرگترین سالن موزه است و مشتمل بر انواع ماهیان، دوزیستان، خزندگان، پرندگان و پستانداران به صورت تاکسیدرمی شده می‌باشد.
سالن کمک آموزشی و دیدنی‌های جهان خلقت شامل عکس‌ها و اسلایدهای آموزشی.