Geološka zbirka prikupljena je za vrijeme djelovanja Antuna Dropca te tijekom povijesti većinu vremena nije bila izložena za javnost. Najveći broj predmeta koji se danas nalaze u Zbirci su fosili školjkaša pronađeni na području Italije, Austrije i Hrvatske. Vrijedi istaknuti i predmete kostiju te zubi špiljskog medvjeda.

Zbirka algi Prirodoslovnog muzeja Dubrovnik skup je nekoliko privatnih zbirki, a prikupljanje je započelo prije osnivanja Domorodnog muzeja. Profesor Matija Botteri prikupljao je alge na području od Dubrovnika do Lošinja u razdoblju od 1865. do 1867. godine. Pomorski inženjer Pero Vidoević u periodu od 1878. do 1881. godine prikupljao je alge od Korčule do Rijeke. Njegov herbarij Muzeju je poklonila Jenni ud. Vidoević u veljači 1905. godine za vrijeme djelovanja Balda Kosića, o čemu svjedoči njegov Zapisnik. Osim toga, u Zbirci se nalazi i nekoliko primjeraka algi prve hrvatske botaničarke Marije Selebam de Cattani (1789. – 1870.).

Zbirka je nastala u devetnaestom stoljeću te je do 1900. godine sakupljeno i preparirano 88 primjeraka. Kasnije je nadopunjena primjercima iz Afrike i Južne Amerike koje su Muzeju slali iseljenici. Do danas je, međutim, sačuvan mali broj primjeraka, od kojih se ističe sedmopruga usminjača, Dermochelys coriacea, prvi primjerak zabilježen u Jadranskom moru. Ulovljena je u rujnu 1894. godine pokraj otočića Sv. Nikole blizu Budve u Crnoj Gori. Upravitelj tadašnjeg Domorodnog muzeja Baldo Kosić preparirao je navedeni primjerak, mužjaka dužine 2,14 m i mase 500 kg. Sačuvao je i jednjak i dio kostura, ali se nažalost tim predmetima tijekom godina izmještanja muzejske građe izgubio trag.

Zbirka mekušaca jedna je od najstarijih zbirki Muzeja. Nastala je u devetnaestom stoljeću, a najveće zasluge za njezino utemeljenje i prikupljanje pripadaju osnivaču Muzeja Antunu Dropcu. Njemu su se kao predsjedniku Trgovačko-obrtničke komore mnogobrojni Dubrovčani diljem svijeta obraćali s idejom o osnivanju tehničke škole u Dubrovniku. Uvjet za takvu školu bili su tehnički i prirodoslovni kabineti bogato opremljeni zbirkama. Stoga Drobac pokreće inicijativu prikupljanja raznoraznih povijesno-kulturnih, etnografskih i drugih vrijednih predmeta, a prvenstveno prirodnina, no zbog neodobravanja bečke vlade njegova prvobitna zamisao o osnivanju tehničke škole prerast će u novu ideju, ideju o osnivanju muzeja. Osnovu Muzeja činit će njegove zbirke, među kojima i Zbirka mekušaca. Osim Antuna Dropca, za prikupljanje zbirke zaslužan je i njegov suvremenik fra. Ivan Evanđelist Kuzmić, koji je intenzivno proučavao školjkaše i puževe južne Dalmacije. Nadalje, zbirku upotpunjuje i prof. Baldo Kosić primjercima mekušaca dubrovačkog područja, uglavnom morskih puževa, školjkaša i glavonožaca. Svojim donacijama zbirku obogaćuje i veliki hrvatski prirodoslovac Spiridion Brusina, koji je tijekom svojega dugogodišnjeg rada otkrio stotinjak novih vrsta i podvrsta recentnih puževa i školjkaša.

Zbirka minerala Trgovačko-obrtničke komore 1866. godine sastojala se od oko 200 predmeta. Zalaganjem Antuna Dropca (1810.-1882.) broj predmeta u zbirci tijekom godina rapidno je rastao. Dropcu su minerale poklanjali Dubrovčani, djelatnici instituta geologije iz Kaira, rudarskog instituta iz Rusije, Antonio Bey Figari, upravitelj kairskog muzeja, te profesor Antun Catullo. Privatne Dropčeve zbirke zajedno sa zbirkama Trgovačko-obrtničke komore postale su temelj za osnivanje Domorodnog muzeja. Prilikom otvorenja Muzeja 1873. godine na drvenim podložnim pločicama izloženo je više od 5000 minerala. Od 1931. do 1979. godine zbog čestih seljenja Muzeja i Zbirke broj predmeta je opadao. Do danas je sačuvano samo 585 primjeraka (444 inventarna broja). Dokumentacija zbirke vodi se u računalnoj bazi podataka od 2015. godine. Zbirka minerala i stijena je od 2016. godine upisana u Registar kulturnih dobara Republike Hrvatske pod brojem 6590.

Iako je najstariji preparat Zbirke ptica iz 1867. godine, prvo intenzivno prikupljanje bilo je za vrijeme djelovanja Balda Kosića (1829.-1918.), koji je preparirao gotovo kompletnu zbirku ptica dubrovačkog kraja. Tijekom godina, uslijed čestog seljenja muzeja i zbirki, dio Kosićeve zbirke je propao. Dolaskom preparatora Andrije Lesingera 1960. godine započeo je dugotrajan i vrlo osjetljiv postupak spašavanja ostatka Kosićeve zbirke ptica. Lesinger je također započeo i s prikupljanjem nove znanstvene i izložbene zbirke izrađene u obliku diorama. Potres 1979. godine znatno je oštetio zgradu Muzeja, te se muzej zatvara. Nedugo potom, odlaskom preparatora u mirovinu, muzej ostaje i bez stručnog osoblja. Do danas je sačuvan ukupno 1051 muzejski predmet Zbirke ptica. Ptice hrvatske faune zastupljene su u zbirci sa 246 vrsta. Raspoređene su u 18 redova, od kojih je najzastupljeniji red vrapčarki sa 106 vrsta i 528 primjeraka. Većim brojem primjeraka zastupljeni su i redovi šljukarica i sokolovki (grabljivica). Među vrstama zastupljenim u zbirci muzeja, njih 79 se nalazi na Crvenom popisu, a 48 u Crvenoj knjizi ugroženih ptica Hrvatske. Među u Hrvatskoj danas izumrlim vrstama nalaze se crkavica, Neophron percnopterus, koja se u Hrvatskoj gnijezdila do početka 1980-ih godina, droplja, Otis tarda, koja je na prijelazu iz 19. u 20. stoljeće bila redovita zimovalica u hrvatskom priobalju i plosnatokljuna njorka, Alca torda, koja je zadnji put zabilježena 1909. godine. Među vrstama koje su osobito značajne za dubrovačko područje treba istaknuti kritično ugroženog kratkoprstog kopca, Accipiter brevipes, koji se u Hrvatskoj gnijezdi jedino na području Konavala, kao i bijele čiope, Tacymarpus melba, koje su u Hrvatskoj najbrojnije upravo u Dubrovniku. Zbirka je u cjelini obrađena, a dokumentacija zbirke vodi se u računalnoj bazi podataka od 2013. godine.

Dubrovački prirodoslovac i ornitolog dr. sc. Ivo Tutman od 1952. do 1957. godine prikupio je materijal za današnju Zbirku ptičjih jaja Prirodoslovnog muzeja Dubrovnik. Tutman je tijekom 60-tih i 70-tih godina 20-tog stoljeća usko surađivao s preparatorom Andrijom Lesingerom te je vjerojatno tada materijal poklonio Muzeju. Zbirka ptičjih jaja Prirodoslovnog muzeja Dubrovnik danas sadrži 31 predmet, odnosno 15 inventarnih brojeva. Dokumentacija zbirke vodi se u računalnoj bazi podataka od 2017. godine.

Zbirka riba Prirodoslovnog muzeja Dubrovnik prikupljala se od osnutka muzeja 1872. godine, a razdoblja najintenzivnijeg popunjavanja zbirke bila su za vrijeme djelovanja Balda Kosića, Milivoja Ulage i Andrije Lesingera. Profesor, prirodoslovac i preparator Baldo Kosić je od 1882. do 1917. godine prikupio, determinirao i preparirao gotovo kompletnu zbirku riba dubrovačkoga kraja. Nažalost, dio zbirke čuvan u tekućini uništen je za vrijeme Drugoga svjetskog rata, a dio dermoplastičnih preparata propao je čestim seljenjem, nepravilnim rukovanjem i neodgovarajućom pohranom. Nakon smrti Kosića Muzej nije imao preparatora sve do 1953. godine i dolaska Milivoja Ulage, koji je u suradnji s Oceanografskom stanicom (današnjim Institutom za more i priobalje) prikupio novu zbirku riba u tekućini te izradio dio do danas sačuvanih dermoplastičnih preparata. Ulaga je nakon samo nekoliko godina na radnom mjestu preparatora premješten na druge dužnosti. U Muzej 1960. godine dolazi preparator dermoplastičar Andrija Lesinger i započinje dugotrajan postupak restauriranja stare zbirke. Prikupio je i novi materijal te izradio oko 170 preparata koji su bili izloženi sve do potresa 1979. godine, kada se Muzej zatvara. Od 2011. godine prikuplja se novi materijal. Zbirka je u cjelini obrađena, a dokumentacija zbirke vodi se u računalnoj bazi podataka od 2013. godine. Zbirka riba je od 2015. godine upisana u Registar kulturnih dobara Republike Hrvatske pod brojem 6590.

Zbirka je nastala u devetnaestom stoljeću te je bila sačinjena od preparata iz Afrike, Australije i Južne Amerike, ali i najvećim dijelom od eksponata iz bliže ili dalje okolice Dubrovnika. Do danas je sačuvan manji broj eksponata od kojih se posebno ističu: vidra, Lutra lutra, ulovljena u Zatonu, sredozemna medvjedica, Monachus monachus, ulovljena u Moluntu te desni donji dio čeljusti plavetnog kita, Balaenoptera musculus, iz Biskajskog zaljeva.