Насчитывает 2148 экземпляров. Традиционно использовалась в качестве сырьевого материала для пополнения коллекций чучел и изготовления прочих экспозиционных препаратов. Содержит материал по всем классам позвоночных и по ряду систематических групп моллюсков, губок, ракообразных, червей и насекомых. Состав данной коллекции определяется целями ее формирования, направленными на освещение основных проблем эволюции.
Значительное количество экземпляров коллекции приобретено А.Ф. Котсом у зарубежных торговых фирм – Шлютера (Германия), Фрича (Австро-Венгрия), Шеера (Россия). В 1918 г. профессор Ю.А. Белоголовый передал Котсу коллекцию африканских многоперов и некоторых других рыб, собранную им во время экспедиции в Конго и бассейн реки Нигер, организованной Московским обществом испытателей природы в 1914 г. Ряд экземпляров получен от М.П. Садовниковой-Колцовой.
Среди позвоночных в количественном отношении доминируют образцы земноводных, пресмыкающихся и рыб. Имеющиеся экспонаты позволяют продемонстрировать многообразие жизненных форм у животных. Среди них имеются редкие и интересные с точки зрения внешней морфологии экземпляры, такие как хвостатые и бесхвостые земноводные (европейский протей, некоторые виды тритонов, саламандр, амбистома, жаба-повитуха, суринамская пипа, квакши), пресмыкающиеся (молох, некоторые виды хамелеонов, различные виды змей), разнообразные рыбы (пластинчатожаберные, двоякодышащие, многоперрообразные).
В коллекции представлены почти все систематические группы беспозвоночных, в том числе погонофоры, гребневики, книдарии, губки, иглокожие, оболочники, моллюски, различные черви (в том числе и паразитические), большинство отрядов паукообразных и насекомых. Ряд экземпляров коллекции позволяет продемонстрировать основные закономерности индивидуального развития у насекомых (перепончатокрылые, двукрылые). Имеются образцы редких видов тропических многоножек и паукообразных.
Необходимо отметить хорошие подборки различных видов африканских рыб, собранные в Эфиопии А.С. Голубцовым в 1986 – 1995 гг. и приобретенные музеем в 1996 г. Несомненный интерес представляют ботанические образцы, различные виды губок, иглокожих, кораллов, рыб, земноводных и пресмыкающихся, собранные в Бразилии, Австралии, на островах Новая Гвинея, Новая Каледония, Фиджи, Новые Гебриды, Лорд-Хау, атоллах Фунафути и Маракеи в период 1971 – 1983 гг. Ценный материал по ракообразным (различные виды крабов) привезен в последние годы из Тайланда и Малайзии (Андаманское море) сотрудником музея А.Р. Алякринским.
Серьезный научный интерес имеет коллекция эмбрионов птиц, насчитывающая 218 экземпляров, подаренная музею Д.Н. Гофманом. Эта коллекция позволяет показать на примере 22-х видов различных семейств видоспецифические особенности эмбриогенеза. Внимания заслуживает коллекция влажных препаратов головного мозга млекопитающих: сумчатых, неполнозубых, насекомоядных, грызунов, зайцеобразных, хищных, ластоногих, китообразных, хоботных, мозоленогих, парно и непарнокопытных. Эта коллекция, полученная из Московского зоопарка, насчитывает 173 предмета. Вместе с ней поступили 23 препарата головного мозга различных видов птиц. Определенный интерес представляют препараты новорожденных и молодых млекопитающих практически всех основных отрядов от сумчатых и насекомоядных до ластоногих и приматов. Некоторые образцы позволяют наблюдать распространенные нарушения индивидуального развития на примере аномальных телят.
В настоящее время коллекция пополняется эпизодическими сборами сотрудников музея, а также за счет единичных поступлений сырьевого материала из Террариум-центра и Московского зоопарка.