Créé dans la deuxième partie du XIXe siècle à partir des collections du docteur Philadelphe THOMAS (1826-1912), il propose une présentation classique de zoologie, botanique, géologie, paléontologie et préhistoire.
Les salles du rez-de-chaussée ont été entièrement rénovées en 1999 afin d'accueillir des expositions temporaires et des animations.

Biologie et Physiologie / Zoologie : Mammifères , oiseaux (700), oeufs (+ 10000 au total, collection originelle exposée), nids, reptiles, poissons, insectes (+ 10000 au total, 800 régionaux exposés), mollusques (plusieurs milliers au total, une sélection régionale exposée)
Botanique : Planches d'herbiers (4000) consultables sur rendez-vous
Géologie : Minéraux, roches (+ 10000, quelques centaines régionaux exposés) et marbres dont pyrénéens
Paléontologie : une centaine de fossiles exposés organisés dans une sélection régionale au sens large (+ 20000 au total)
Préhistoire : une vitrine d'outils préhistoriques.