Il Museo è suddiviso in sei sezioni di vario carattere. E' possibile ammirare una prima parte interamente dedicata ai minerali, con un'esposizione di circa 1000 esemplari, raccolti per la maggior parte nelle miniere sarde, e circa 300 fossili databili tra il Paleozoico e il Quaternario. Segue poi una parte dedicata all'entomologia (ditteri, coleotteri, lepidotteri della Sardegna e di altre parti del mondo) e agli artropodi (scorpioni, ragni, ecc.).

La sezione successiva è quella ornitologica e mostra circa 400 specie dell'avifauna sarda, la mammologica oltre una settantina di mammiferi, la malacologica oltre 200 diversi tipi di conchiglie sarde; chiude il percorso una sezione dedicata ad anfibi e rettili (circa 45 specie) ed ai pesci (circa 20 fra cartilaginei ed ossei).