Cele patru sali de expozitie ale sectiei de stiinte ale naturii (accesul dinspre Parcul Copiilor) se bucura de cel mai mare aflux de public. 
Sectorul central al expozitiei este ocupat de catre colectia mineralogica si cea ecologica. Sunt etalate esantioane care ilustreaza toate clasele de minerale specifice vestului si nord-vestului României.
Piesele cele mai semnificative ale colectiei paleontologice, majoritatea provenind din zona aradeana, sunt expuse împreuna cu un bogat material complementar, menit sa ofere o imagine sintetica asupra evolutiei vietii pe Pământ.
Fauna si flora caracteristice judetului Arad sunt prezentate într-o diorama organizata în functie de formele de relief: zona de ses (balta, stepa, câmpie), de deal si de munte completata cu reconstituirea unui ecosistem de pestera.
Expoziţia ”Un secol de istorie naturală. Comori ale patrimoniului arădean în colecţia Gimnaziului Superior Regal ”
O colecţie alcătuită din 164 de piese naturalizate (păsări, mamifere, peşti, reptile), cu valoare istorică, patrimonială, dar şi deosebit de atent conservate, ilustrează natura arădeană acum o sută de ani. Vechimea pieselor este dovedită de etichetele originale care s-au păstrat în mare parte. Expunerea Colecţiei Gimnaziului Superior Regal din Arad (azi Colegiului Naţional “Moise Nicoară” Arad), alături de piesele naturalizate aflate in patrimoniul muzeului, permite o prezentare complexă a faunei din această zonă geografică.
Demersul muzeal a fost susţinut de profesorii biologi: Raymona Mihailovici, Marian Cărăbaş, Tania Sabău şi de prof. Mircea Potocean, directorul Colegiului Naţional “Moise Nicoară” din Arad, unde această colecţie de patrimoniu a fost păstrată până azi.
Recondiţionarea, redeterminarea, încadrarea în sistematica actualizată, reetichetarea întregii colecţii, precum şi valorificarea expoziţională a fost posibilă datorită efortului susţinut al specialiştilor muzeului.
Gimnaziul Superior Regal din Arad, în prezent Colegiul Naţional "Moise Nicoară”, a primit importante donaţii de piese zoologice, naturalizate, în perioada 1870-1900. Personalităţi locale, precum Primarul Atzel Peter, Lejteny Sandor, contele Wenkheim, au contribuit la acumularea unui valoros patrimoniu faunistic provenit din zona Aradului, păstrat în cabinetele specializate ale şcolii. Păsări precum pelicanii, dropiile, cocorii, mierla albastră, care au dispărut din zona judeţului Arad, păsări răpitoare, păsări de pădure - unele de foarte mici dimensiuni, păsări exotice, mamifere carnivore, mamifere rozătoare, păsări de baltă şi nu în ultimul rând peşti exotici - excepţional conservaţi, mamifere exotice, ornitorinc şi tatu sau felurite tipuri de testoase, pot fi admirate în expoziţia deschisă în cadrul expoziției permanente de Ştiinţe Naturale a Complexului Muzeal Arad.
Dropiile, păsări de câmpie, în prezent sunt o specie extinctă în Câmpia de Vest, din cauza distrugerii habitatului lor. În Ungaria trăiesc doar în rezervaţii atent supravegheate. Pelicanii, au populat mlaştinile din vestul României. De pilda, pelicanul din colecţie provine din împrejurimile Aradului. Desecarea terenurilor, drenajul apei au distrus habitatele acestor frumoase păsări. Broasca ţestoasă bănăţeană, este o specie ce trăieşte doar în Banat şi Dobrogea. În Romania este pe cale de dispariţie, fiind vânată excesiv în trecut de agricultori. Şoimul dunărean este o pasăre rapitoare. Fiind o specie pe cale de dispariţie, a intrat în atenţia specialiştilor prin programul LIFE, în care sunt implicate patru ţări: România, Slovacia, Bulgaria şi Ungaria.

Expoziție și proiecție de film ”De la lemnul scobit la piesa de tezaur. Odiseea unei monoxile"
În anul 2012, o echipă de cercetători din cadrul Universităţii “Ovidius” din Constanţa, care efectua o deplasare pe Mureş cu scopul de a observa starea de conservare a habitatelor şi eroziunea malurilor, în virtutea unui contract privind monitorizarea biodiversităţii, încheiat cu administraţia Parcului Natural Lunca Mureşului, a identificat urmele unui debarcader și o monoxilă în malul stâng al Mureşului, între Insula a 3-a şi comuna Zădăreni. Ulterior, ambarcaţiunea a fost recuperată şi dusă la Centrul de Vizitare al Parcului Natural Lunca Mureşului unde fost expusă pentru public. După ce a fost conservată de către o echipă de specialişti de la Muzeul Banatului Timișoara, Muzeul Județean Satu Mare și Complexul Muzeal Arad, monoxila a fost transferată în locul actual de expunere.
Numeroase monoxile descoperite datează din Neolitic şi Epoca Bronzului, acest tip de ambarcaţiune continuând să fie folosit de-a lungul Evului Mediu şi până în Epoca Modernă. Pe de altă parte, deja din Epoca Bronzului, sunt cunoscute monoxile placate în exterior cu scânduri, precursoare ale bărcilor din scânduri. Monoxilele au fost utilizate pentru transportul de persoane (în funcţie de dimensiune, puteau oferi loc pentru 4 – 80 de oameni), de marfă (materie primă sau produse finite), pentru pescuit şi, nu în ultimă instanţă, ca ambarcaţiuni de război (chiar maritim). Pentru utilizarea monoxilelor pe Mureş, domeniile de interes sunt: transportul de persoane, de bulgări de sare, minereu şi de produse finite.