Горный рельеф, близость Черного моря определили богатство и неповторимость  животного и растительного мира  территории курорта Геленджик. На протяжении многих лет отдел природы комплектовал природоведческие коллекции: фауны, насекомых, птиц, обитателей Черного моря, богато представленного растительного мира, палеонтологических образцов и горных пород.  Геленджик находится на берегу самого теплого и единственного незамерзающего моря в нашей стране. Несомненный интерес представляют коллекции водорослей, моллюсков, рыб. Из промысловых рыб — ставрида, барабуля, сарган,  из опасных обитателей — черноморский ерш(скорпена), скат морская лисица. В экспозиционном разделе природа также  можно увидеть единственную акулу, обитающую в Черном море — акулу катран. В  2018 г.  Геленджикский  историко-краеведческий музей пополнился коллекцией обитателей Черного моря. В этой коллекции характерные  представители моря: морской карась,  каменный краб, скорпена, морской окунь. Сегодня этих обитателей подводного мира можно увидеть в  природоведческой коллекции экспозиции музея. Новые экспонаты, выполненные таксидермистом  Краснодарского музея-заповедника им. Е.Д. Фелицина — Владимиром Георгиевичем Гавшиным служат прекрасным дополнением  естественно-научных коллекций. Все  эти  работы выполнены на высоком профессиональном  уровне и, безусловно, будут одинаково интересны как   местным жителям, так и гостям нашего города-курорта.

Благодаря природно-климатическим особенностям в окрестностях Геленджика  богато представлен животный и растительный мир. В диораме можно увидеть обитателей горных широколиственных лесов, таких как: кабана, енотовидную собаку, завезенную из далекого Уссурийского края, барсука, лисицу, шакалов, диких лесных котов и представителя класса пресмыкающихся – желтобрюхого полоза. Чучела животных,  представленных в диораме, приобретены в 2016г. у   таксидермиста Владимира Васильевича Верес. В 2007 году естественно-научные  коллекции были  пополнены представителями мира насекомых, среди которых редко встречаемые в настоящее время виды:  жук-олень, жук- носорог, кавказская жужелица, из чешуекрылых – большой ночной павлиний глаз, парусники: аполлон, мнемозина, подалирий, махаон. В коллекции насекомых можно увидеть и цикаду – «барометра погоды».

В разделе орнитофауны представлены  различные певчие и хищные птицы. Среди хищных птиц: пустельга, самая маленькая сова —    сычик-воробьиный, сова неясыть, среди редко встречаемых – щурка-золотистая и певчая птица иволга. Флора северо-западного Кавказа богата, разнообразна и отражена в разделе природа характерными и редкими для нашей территории растениями: рододендрон желтый, жимолость этрусская, тис  ягодный и редкими реликтовыми видами, такими, как сосна пицундская, можжевельник высокий, иглица понтийская.

Большой интерес у посетителей вызывает палеонтологический раздел, который знакомит с обитателями древнего океана Тэтис и историей формирования Кавказских гор. В коллекции представлены палеонтологические находки, наиболее значимые среди них: аммониты, белемнит, ходы морских червей, коренной зуб южного слона. Так же в разделе природа можно увидеть образцы пород, которыми сложены наши горы- Маркотхский хребет.