Depuis les découvertes des grands explorateurs au XVIe siècle, il était usuel pour la noblesse de rassembler dans des cabinets d’histoire naturelle privés, tous types de spécimens animaux, végétaux ou minéraux venant des tropiques. Ces spécimens faisaient la curiosité et l’admiration de leurs hôtes. Dans le mouvement de démocratisation de l’instruction de la Révolution française, toutes les collections des émigrés furent saisies afin de les réunir dans un Muséum d’histoire naturelle. Certaines furent pillées, celles récupérées ont constitué le noyau des collections du Muséum d’Angers.
Par la suite, le Muséum s’enrichit d’acquisitions, de dons et de legs. Ainsi Renou, le premier conservateur du Muséum à partir de 1806, donna ses collections. Des madrépores, oiseaux quadrupèdes venant des dépôts nationaux, furent également adressés à l’établissement. La Revellière-Lépeaux, membre du Directoire, contribua également à l’enrichissement des collections. C’est à lui que l’on doit la présence au Muséum d’Angers des poissons dits de « Bonaparte ». Actuellement, l’hôtel Demarie-Valentin est le siège des expositions temporaires et de l’exposition permanente de zoologie.
Le Muséum continue à s’enrichir en collections. Ainsi en 1999, il a reçu le très important legs Boursicot, comportant notamment un bel ensemble de papillons.
En retraçant l’aventure humaine depuis la préhistoire, le Muséum des Sciences Naturelles se veut un lieu vivant ouvert sur l’environnement et l’écologie. Le Muséum développe et expose de précieuses collections, témoins de la diversité du monde vivant et de l’évolution de la nature.