Особое внимание пациентов привлек отдел естественной истории. Экскурсанты увидели возникновения жизни, древнейших обитателей планеты, первые позвоночные животные и наземные растения. Представлены в залах основные этапы становления позвоночных: первые рыбы, зверообразные ящеры, морские рептилии, кости пещерного медведя, лося, зубра, благородного оленя  и многих других представителей кавказской фауны, сохранившиеся в основном в пещерах. Большим интересом пользуется палеонтологическая коллекция отдела. Она представлена моллюсками и иглокожими юрского и мелового периодов, окаменелостями сельдевых и скумбриевых рыб, фрагментами скелета древнего кита цетотерия и др.