Le collezioni di storia naturale del Museo di Wiesbaden sono state fondate nel 1829 come museo di storia naturale indipendente dal "Verein für Naturkunde im Herzogthum Nassau" (poi Nassauischer Verein für Naturkunde) ed è uno dei più antichi musei civici di storia naturale. Le stanze dell'Erbprinzenpalais sono state utilizzate fino al 1915. Poi si trasferì nell'attuale Landesmuseum sulla Friedrich-Ebert-Allee.

La collezione di insetti di Johann Christian Gerning fu una delle acquisizioni più importanti dei primi anni. Su iniziativa di Goethe(Goethe a Wiesbaden), fu donata al museo dal figlio di Gerning, Johann Isaak von Gerning. Contiene collezioni della scienziata naturale e artista Maria Sibylla Merian. Già all'inizio, le donazioni e le acquisizioni superarono i confini di Nassau. Il conte Brune de Mons (L'Avana) e Ernst Albert Fritze (Giacarta), ad esempio, inviarono a Wiesbaden numerosi animali esotici, tra cui tigri di Giava e rinoceronti di Sumatra. Friedrich Albert Pompejus von Arnoldi, Anton Vigener e Carl Ludwig Kirschbaum, in particolare, crearono collezioni locali. Arnold Pagenstecher pubblicò le prime descrizioni scientifiche di farfalle esotiche. È stato anche uno dei tanti volontari che hanno sostenuto il museo per molti anni.

Il primo geologo statale Carl Koch lasciò al museo la sua collezione geologico-paleontologica. Ha effettuato i primi studi geologici e ha mappato Nassau. Grazie ai suoi studi, Wiesbaden ottenne un approvvigionamento idrico sicuro. Anche il geologo August Leppla si dedicò alle collezioni geologiche e mineralogiche del museo a partire dal 1915. Le collezioni paleontologiche contengono ancora oggi soprattutto reperti del Devoniano, del Terziario e del Pleistocene (sabbie di Mosbach), cioè del bacino di Magonza e del Taunus. Tra i paleontologi più importanti ci sono i fratelli Guido Sandberger e Fridolin von Sandberger, che per la prima volta hanno riassunto la storia geologica della regione.

Le prime esposizioni si concentravano sulla sistematica. Solo nel XX secolo furono affrontati i temi dell'ecologia e dell'evoluzione. Grazie all'acquario, anche gli abitanti di Wiesbaden ebbero un contatto intenso con il museo e le mostre speciali integrarono il programma regolare. Nel XXI secolo si deve tenere conto anche del crescente interesse per l'arte. Sono state affrontate intersezioni tematiche come il colore e la forma. Dal 2013, le collezioni sono state presentate nella mostra di nuova concezione intitolata "Estetica della natura".

Con oltre un milione di reperti, il museo dispone di un importante patrimonio di conoscenze scientifiche su temi quali la sistematica, la biodiversità, l'ecologia e la geografia. Oltre alla geologia, alla botanica e alla zoologia, sono presenti anche collezioni etnologiche. La biblioteca specializzata, con migliaia di libri, è a disposizione degli scienziati e del pubblico in generale. Per diffondere la conoscenza si utilizzano anche i nuovi media.