Collections : Sciences de la nature
Thématiques : Sciences de la nature : botanique, minéralogie, paléontologie;Sciences et techniques : océanographie
À la rencontre des cultures et des espaces naturels de l’Europe et de la Méditerranée, le musée offre un panel large et diversifié de curiosités avec ses collections de botanique, de paléontologie, de minéralogie, de zoologie et de sciences humaines. La collection permanente est divisée en plusieurs salles distinctes. Deux d’entre-elles sont actuellement fermées au public pour travaux de rénovation. Salle « Terre des Hommes » : exposition de référence, elle retrace l’aventure de l’Homme, depuis son apparition sur la terre jusqu’à l’âge des métaux. Salle « Museum Safari » : elle regroupe, sur près de 400 m² plus de 300 spécimens naturalisés dont certains ont plus d’un siècle : éléphant, girafes, des ours, des perroquets, des lions, des éléphants... Des espèces menacées ou disparues sont aussi présentées . Salle « Terre du vivant » : actuellement en cours de réfection. Elle reprend l’ancienne salle d'ostéologie (les grands squelettes), c’est-à-dire, l’évolution et la conservation de la Biodiversité, en insistant sur l'évolution morphologique et l'anatomie comparée. Salle de Provence : actuellement fermée pour travaux.
Construit par l'architecte Espérandieu sous le Second Empire, le palais Longchamp se développe sur deux ailes. L'aile de droite accueille les collections d'histoire naturelle et celle de gauche les collections de beaux-arts. Sur le même site était installé un parc botanique et zoologique.