O`zbekiston Davlat tabiat muzeyi boy ilmiy zahiraga ega. Unda geologiya, botanika, zoologiya va etnomologiya kollektsiyalari mavjud. Zahira materiallari, birinchidan, muzey ekspozitsiyalarini tuzish va to`ldirish uchun boshlang`ich va qo`shimcha materiallar bo`lib xizmat qiladi, ikkinchidan muzey soha mutaxassilari uchun ilmiy manba hisoblanadi.

Muzeyning ilmiy zahirasi qanchalik boy bo`lsa, u fan uchun shunchalik katta qimmatga ega bo`ladi.

Muzeyning zahira materiallari muzey tashkil topgan vaqtdan buyon o’tgan davr ichida yig`ilgan va asosan Markaziy Osiyoning turli hududlariga muzey uyushtirgan qator ekspeditsiyalar natijasida keltirilgan ko`p miqdordagi to`plamlarni tashkil etadi.

Botanika to`plamlaridan iborat tuproqlar, gerbariylar, Markaziy Osiyo daraxtlari turlarining ko`p sonli kesmalari, o`lkaning yovvoyi o`simliklari va ko`pchilik xom ashyo kollektsiyalaridan iborat. Muzeyning gerbariylari ko`pgina ilmiy tashkilot mutaxassislari uchun ma`lumotnoma va qiyosiy material (Manba) sifatida xizmat qiladi.

Muzeyning entimologiya zahirasi muzeyi tashkil topgandan boshlab vujudga kela boshladi. Bu 350 000 dan ortiq hashoratlar namunasi bo`lgan Markaziy Osiyodagi eng katta entimologiya kolleksiyasidir. Ko`p miqdordagi Markaziy Osiyo to`plamlaridan tashqari, 1918 yilda A.A.Mel` tomonidan muzeyga in`om qilingan 1290 ta namunalardan iborat bo`lgan tropika kapalaklari kollektsiyasi ham katta ahamiyatga ega.

Muzeyning zoologiya to`plamlaridan ajoyib olim va sayyoh N.A.Zarudniy tomonidan to`plangan 560 nushadan iborat ko`p sonli kemiruvchilar va 140 ta qushlar tuxumi kollektsiyasi katta ahamiyatga ega.

Zoologiya bo`limining zahirasida umurtqali hayvonlar bo`limlida 4000dan ortiq hayvonlar turkumi saqlanadi.

Muzeyning geologiya bo`limida Markaziy Osiyoning turli konlaridan keltirilgan mineral va foydali qazilmalarning kollektsiyasi bor. Poleontologik kollektsiyalarni asosan Qoratov tog` va Qizilqumdagi Itemir soyidan yig`ilgan namunalar tashkil etadi. Bular baliq, hashorot, o`simlik barglarining izlari, toshga aylanib qolgan daraxt tanalarining bo`laklari, boshoyoqli va qorinoyoqli malyuskalarning toshga aylangan chig`anoqlari, dinozavrlarning toshga aylangan suyaklaridan iborat.

Muzeyning ko`p miqdordagi zahira materiallari, ayniqsa, entimologiya kollektsiyalari chet ellardagi mutaxassislarda qiziqish uyg`otib, keng o`rganilmoqda.