Das Museum hat seinen Grundstock in einer vorwiegend forst- und landwirtschaftlichen Sammlung des 19. Jahrhunderts, während die tiermedizinische Sammlung aus der 1912 geschlossenen Tierärztlichen Hochschule Stuttgart hervorgegangen ist. Zu den zoologischen Beständen gehören ausgewählte Vertreter aller Tierstämme, insbesondere Insekten und einheimische Vögel, anatomische Präparate, Darstellungen zur Abstammung des Menschen und verschiedener Haustiere sowie eine Sammlung mit Präparaten von Fehlentwicklungen. Als Raritäten sind hervorzuheben die sogenannten Insektenbiologien von 1910 mit etwa 150 Insekten-Glasschaukästen und die Hohenheimer Holzbibliothek, eine aus 189 Bänden bestehende Zusammenstellung verschiedenster Holzarten. Die tiermedizinischen Bestände zeigen Skelette und Einzelknochen der landwirtschaftlichen Nutztiere, historische tierärztliche Instrumente, eine Hufsammlung sowie eine 500 Instrumente und Gerätschaften umfassende Sammlung für die tiermedizinische Chirurgie.