Зоологические коллекции являются одними из наиболее разнообразных в составе музейного собрания. Здесь представлены почти все систематические группы беспозвоночных и позвоночных (не считая насекомых и пауков) – всего около 30 000 единиц.
В коллекцию птиц Латвии входят почти все виды встречающихся в Латвии птиц. Уникальна коллекция аберрантных и гибридных куринообразных птиц (169 единиц). В конце 19 века её создал орнитолог и таксидермист Теодор Лоренц (1842–1911).
В составе коллекций млекопитающих – чучела млекопитающих Латвии и мира, шкуры и различный остеологический материал (кости).
Коллекцию моллюсков образуют более 16 000 раковин. Большая их часть – морские моллюски. Также в зоологическом собрании имеются различные коллекции беспозвоночных, рыб, земноводных и пресмыкающихся.
В наши дни коллекции пополняются животными, погибшими на дорогах, в результате законной охоты, полученные в дар охотничьи трофеи.
