Il Museo di scienze naturali (Museum für Naturkunde Berlin) è di fondazione contemporanea alla Humboldt-Universität e fin dalla sua nascita (dal 1889) trova sede nell'edificio nella Invalidenstraße. Con oltre 25 milioni di oggetti, il museo ospita la più grande collezione tedesca di zoologia, paleontologia e mineralogia. I suoi pezzi più famosi sono lo scheletro del Brachiosaurus brancai, che con i suoi 13 metri è il più alto scheletro di dinosauro che sia mai stato ricostruito al mondo, e l'esemplare berlinese di Archaeopteryx, un uccello primitivo.
Contemporaneamente al riallestimento della sala dei dinosauri, nel 2007 sono state inaugurate anche tre mostre permanenti su cosmo e sistema solare, sulla nascita della terra e sui meccanismi dell'evoluzione. Osservando il „Muro della biodiversità“, con le sue circa 3000 specie di animali imbalsamati, emerge con chiarezza come e perché si creano nuove specie. In una sala del XIX secolo, ancora conservata nelle condizioni originarie, sono esposti 1077 tipi di minerali diversi, tra cui pezzi della collezione di Alexander von Humboldt. Gli animali autoctoni, invece, sono esposti in grandi diorama.
Dal 2010, dall'ala est dell'edificio è consentito ai visitatori accedere a una collezione zoologica utilizzata per la ricerca che comprende circa un milione di oggetti immersi in preparati alcolici, tra cui pesci, ragni, granchi, anfibi e mammiferi.