Die naturkundliche Sammlung im Ottoneum, geht auf das landgräfliche Raritätenkabinett zurück und ist somit eine der ältesten Europas.

Die prominentesten Stücke sind das zwischen 1555 und 1592 entstandene Herbar Ratzenberger, das Skelett des ”Goethe-Elefanten”, sowie die Schildbachsche Holzbibliothek, eine aus 530 kunstvollen Holzbüchern bestehende "Sammlung von Holzarten, so Hessenland von Natur hervorbringt" aus dem 18. Jahrhundert.

Im Mittelpunkt der Dauerausstellung steht die regionale Natur und ihre Geschichte. Viele Landschaftsinszenierungen, Originalfossilien und Präparate zeigen, wie sich unsere Landschaft mit ihrer Tier- und Pflanzenwelt im Laufe der Jahrmillionen bis zum heutigen Tag verändert hat. Dinosaurier, Riesenlurche, Hyänen und Wölfe gehörten früher ebenso zur heimischen Tierwelt wie Seekühe oder Höhlenbären. Die heutige Tierwelt, als „Zwischenergebnis“ dieser Entwicklung wird mit hunderten von Arten in Themenvitrinen präsentiert.

Das Ausstellungskonzept stellt die Exponate in den Mittelpunkt wissenschaftlicher, politischer, pädagogischer sowie spielerischer Auseinandersetzung mit Themen der regionalen Natur und Umwelt.

Veranstaltungs- und Vortragsreihen, Exkursionen und Sonderausstellungen komplettieren die Arbeit dieses interessanten Museums.