Le varie collezioni sono rappresentate per la maggior parte da erbari di piante vascolari che grazie all’opera paziente di insigni studiosi della fine ottocento e inizio novecento, che hanno dato il nome ai vari erbari, si è potuta costituire la struttura della sezione di Botanica. Tutti i campioni vegetali raccolti sono in maggioranza di provenienza Patria o Regionale e spesso le raccolte rivestono una grande importanza storica, in quanto i reperti provengono da zone oramai urbanizzate.
Il Museo Civico di Storia Naturale, che può contare circa 1.500.000 reperti, ha tra i più famosi erbari quello Patrio del Cav. Muzio de Tommasini con 327 volume e 55.000 inserti risalente alla metà dell’ ottocento, o l’erbario Eduard Pospichal della fine ottocento con 102 volumi e 15.000 inserti che rappresentano la Flora del Litorale Austro-Ungarico di quel periodo.
La sezione di Botanica conta anche importanti collezioni algheologiche come quella della Flora Parentina di Antonio Zaratin, o la Mycotheca Universalis di De Thuemen composta da 23 fascicoli con 1000 inserti, senza dimenticare gli oltre 5000 campioni dell’erbario Weiss che rappresentano un importante documentazione dei muschi in prevalenza da provenienza Patria.
Infine il Museo ha tra i suoi beni una collezione di legni( xiloteca), di semi (spermoteca) e di frutti (carpoteca) provenienti da molte parti del mondo.