Prirodoslovni odjel vodi nas kroz priču o raznovrsnosti prirodne baštine karlovačkoga kraja u kojem se susreću panonska i dinarska regija. U vitrinama se čuvaju svjedočanstva o evoluciji prirode od najstarijih geoloških razdoblja, tragovi živog i izumrlog svijeta. Prirodoslovni odjel je od njegovog formiranja 1965. godine pa do umirovljenja 1998. godine vodio viši kustos Vladimir Peršin, prof. U tom razdoblju pronađene su i evidentirane rijetke biljne vrste, posebno proučavani cretovi, flora dijela Žumberka i fosili na području Korduna.

Sadašnji fundus zbirke Prirodoslovnog odjela nažalost je osiromašen ratnim razaranjima i nedostatkom adekvatne pohrane. Sukladno s tim u tijeku je opsežna priprema terenskog rada i projekata te uspostavljanje suradnje odjela sa relevantnim karlovačkim institucijama kako bi se povećale i modernizirale postojeće zbirke, Vrlo optimističan stav odjela je dodatno potkrijepljen velikom raznolikošću flore i faune Karlovačke županije koja je do danas ostala relativno neistraženo područje.

Voditelj odjela: Luka Čorak, kustos