Создание музея природы тесно связано с историей Печоро-Илычского заповедника. Изначально он был задуман как музей при заповеднике, и его коллекции формировались из полевых сборов сотрудников. Особенность музея заключается в том, что его экспонаты, это биологические объекты, которые служат источниками научной информации. В экспозициях представлены почти все виды позвоночных, обитающих в этом регионе, а также важные исторические моменты народов края.

Музей официально открылся 1 июня 1973 года. С 1996 года он находится под управлением отдела экологического просвещения и является основным местом работы с посетителями.

В фондах музея хранятся ботанические и зоологические коллекции, собранные сотрудниками в труднодоступных местах заповедника, которые имеют большое значение для научных исследований. Особая гордость музея, обширная коллекция черепов различных животных, насчитывающая 1525 экземпляров. Также в музее хранится частная коллекция черепов мелких млекопитающих, около 20000 штук, и черепов лосей.

Палеонтологическая коллекция небольшая и в основном организована по геохронологическому и систематическому принципу. В ней преобладают беспозвоночные: кораллы, мшанки, моллюски. Костных останков позвоночных значительно меньше. Окаменелости имеют не только научное, но и учебно-познавательное значение, широко используются в тематических экскурсиях. Для экспозиций применяются коллекции чучел животных.

Особый интерес вызывают экспонаты животных с необычной окраской. Это шкурки белок с белыми пятнами на дымчатом фоне, темно-дымчатые, бежевые, с желтой полосой по хребту и почти черные, а также чучело белки-летяги светлой окраски.

В краеведческом зале представлена историко-этнографическая экспозиция.