Il Museo di Storia Naturale dedicato al Santo dei giovani è uno dei più antichi musei scientifici di Torino. E’ stato da fondato da S. Giovanni Bosco nel lontano 1878 per servire come dotazione scientifica alla Scuola di Valsalice. Al terzo piano sono esposte apparecchiature di fisica e chimica, e la collezione mineralogico-petrografica, mentre il quarto comprende le esposizioni botaniche, zoologiche, paleontologiche, etnografiche, archeologiche ed una straordina collezione di 15.000 conchiglie. L'erbario, di importanza internazionale, comprende 40.000 cartelle con esemplari raccolti da vari sacerdoti: oltre i già citati Tonelli, Gresino e Cimatti, anche don Porta, don Allioni ed altri ancora; su di essi hanno svolto le loro tesi di laurea in scienze naturali don Roberto Bosco nel 1938 e don Danilo Allasia nel 2000.
Tra gli animali vi sono preparati tassidermici, altri osteologici (scheletri), altri in alcool o formalina, nonché collezioni di conchiglie e artropodi (specialmente farfalle e altri insetti). Tra i Vertebrati vi sono Pesci, Anfibi, Rettili, Uccelli, Mammiferi. Molti esemplari appartengono alla fauna piemontese, come l'ultimo Lupo rinvenuto morto in Val di Lanzo; per quella esotica vanno segnalati alcuni endemismi della Nuova Zelanda: due Tuatara (Sphenodon punctatus), rettili primitivi considerati "fossili viventi" e alcuni uccelli come l'Ocidromo australe e lo Strigope; specie tipiche dell'Australia, come il Koala, l'Ornitorinco e l'Ekidna, i Lemuri del Madagascar, i Colibrì e i Pappagalli americani. Molti reperti etnografici sono assai rari, perché appartenenti a culture estinte o perché difficili da avere, come la "tsansa" degli Shuar, un trofeo di testa umana svuotata e molto rimpicciolita da quelli che un tempo costituivano una bellicosa tribù dell'Ecuador. Ricca la documentazione degli Yañomamï , una tribù dell'Alto Orinoco (Venezuela), dove fu attivo il missionario salesiano don Luigi Cocco. Vi è anche del materiale archeologico italiano e straniero, in particolare dalle civiltà precolombiane dell'America, in particolare una ricca collezione di punte di frecce, coltelli e raschiatoi del Sudamerica e reperti di uomo fossile della Patagonia, questi ultimi frutto delle ricerche di don Tonelli. La visita si conclude nella sala dei fossili, dove numerosi campioni provenienti da ogni parte del mondo sono presentati nelle loro successioni geologiche, tra questi alcune uova di dinosauri, spettacolari Ammoniti, e i Pesci del Monte Bolca (Verona).
E' inoltre presente una collezione di 37 campioni di mammiferi donati dal dott.Ing. Antonio de Bono.