有動物、植物、古生物、古生物學、古生物學、古生物學、古生物學、巖石和土壤等八個學科654.38+萬余件標本，尤其是中生代化石，如恐龍骨骼、腳印、蛋等化石，以及魚龍、蜥蜴、鱷魚、龜、魚、鳥、植物和各時代的無脊椎動物。已經裝裱的恐龍骨骼化石多達15塊。舊石器和古人類標本1000余件，其中巫山出土的距今200萬年的早更新世人類化石和巨猿動物群化石是研究人類起源的重要標本。館藏有魚類、兩棲類、爬行類、哺乳動物、鳥類、昆蟲等2000余種、4000余件活體動物，涵蓋了大多數國家保護的珍稀動物。植物標本2230余種，隸屬於15科1246屬，其中有池杉、桫欏等國家級保護植物。博物館利用豐富的展品，經常舉辦各種大型展覽和流動展覽。比如恐龍化石展、脊椎動物展、蝴蝶展和遠古生命奇觀——古生物進化與恐龍知識科普展，館內有四川恐龍化石展、四川脊椎動物展、生物進化展、恐龍化石展。此外，還有動植物教學資料室等臨時展覽。在青少年和成人中普及科學知識。