42 000 pièces sont aujourd'hui répertoriées au Muséum. Les deux tiers proviennent des îles de l'ouest de l'océan Indien. Parmi les spécimens les plus rares, un canard grec, une perruche eclectus mâle, un faucon concolore et une perruche à collier de Ward. Il n'existe que 13 spécimens de cette espèce autrefois endémique des Seychelles et aujourd'hui éteinte à travers le monde. On trouve également un certain nombre de fœtus humains et un chevreau né la tête à l'envers.
Pour le reste, le Muséum a conservé l'encrier de son premier conservateur. À l'étage, on trouve surtout un nombre important de livres et gravures scientifiques des XVIIIe siècle et XIXe siècle. Le fonds ancien du Muséum comporte 416 des 1 008 planches de Buffon, don personnel de ce dernier à M. de Lanux.
De nos jours, en 2010, l'actuelle conservatrice Madame Sonia RIBES, a enrichi la collection du muséum en la complétant de divers oiseaux, mammifères, et autre vertébré de tout genre. Au rez de chaussée s'y trouve une exposition temporaire ( valable jusqu'à décembre 2010 ) portant sur les méduses et leur biodiversité ( Dans le bleu des océans ), on peut aussi y trouver les spécimens encore méconnus des différents poissons apparues récemment lors de la coulée de lave. Puis, à l'étage, nous pouvons admirer dans une première salle ( La sale LANTZ, nom du premier conservateur du muséum ) contenant différents types de lémuriens, tout droit venu de madagascar ; ainsi qu'une deuxième salle, la salle Lacroix, contenant des maquettes d'animaux vivant jadis a la réunion ( solitaire, dodo ) ainsi qu'un squelette du dodo venu de Maurice.
En accès libre le premier dimanche de chaque mois, le Muséum propose de manière régulière aux visiteurs des expositions sur le patrimoine naturel et les enjeux de conservation de la nature. Comme le Jardin de l'État, il est maintenant propriété du Département de La Réunion et géré à ce titre par le Conseil général de La Réunion. Sa conservatrice actuelle est Mme Sonia Ribes.