Il Museo di Scienze Naturali di Palazzo d'Arco, allestito presso il gabinetto naturalistico ottocentesco del Conte Luigi d'Arco, appassionato naturalista ed esperto botanico, espone sei vetrine con uccelli imbalsamati. Particolare attenzione è data alla fauna locale del mantovano, ma non mancano esemplari alloctoni. A destra dell'ingresso è un mobile che contiene parte della collezione malacologica. Negli altri mobili sono collocati gusci di tartarughe, ossa e teschi di animali di piccola taglia. 

Nella Camera di Seth è allestita la seconda parte della collezione malacologica (riordinata nel 1995) e la collezione di minerali e fossili, tra cui si segnalano i Pesci provenienti da Bolca. Di grande interesse sono alcuni esemplari della ricca raccolta osteologica: il Megaloceros Giganteus e l'Alces Alces. Infine l'attività di studioso e ricercatore del conte Luigi è documentata dalla presenza al centro della sala di una teca contenente alcuni taccuini e quaderni ricchi di annotazioni, pensieri e disegni.

Ritornando verso l'esedra, attraversando il giardino si incontra sulla destra l'orto botanico e di fronte il Giardino d'Inverno, che conclude il percorso di visita.