Il Museo di Storia naturale deve molto al Gabinetto di curiosità dell'imperatore Francesco I. La sezione di mineralogia e di pietrografia vanta oggetti degni di nota, come il bouquet di pietre preziose, che Maria Teresa offrì al suo sposo. Ma è la sezione dedicata alla preistoria a possedere i pezzi più celebri: la Venere di Willendorf e la Fanny de Galgenberg, risalenti a circa 25.000 e 32.000 anni fa. La sezione di zoologia presenta animali imbalsamati, fra cui un dodo dell'isola Mauritius.