Jelenlegi helyszínén (Szabadság u. 2) 2000-ben nyílt meg. Magát a múzeumot és gyűjteményeit azonban több mint 100 éve alapította Pécs városa. Gyűjteményei az idők folyamán megváltoztak, többször újra kellett alapítani. A múzeum elődei hagyományait folytatva szakmai anyagát kutatásokkal, magángyűjtemények átvételével és vásárlással folyamatosan gyarapítja, így Baranya és Dél-Dunántúl múltbeli és jelen természeti kincseinek egyik legjelentősebb hazai őrzőjévé, bemutatóhelyévé vált. Kiemelkedő értékei Horváth Adolf Olivér botanikai gyűjteménye, a Pécshez és környékéhez köthető gyűjtők madártojás-gyűjteményei, a Gebhardt Antal alapította és az elmúlt évtizedek rendszeres területfeltáró kutatásaival kiegészült rovargyűjtemények. A múzeum egzotikus érdekességei trópusi lepke- valamint tengeri csiga-gyűjteményei. Itt őrzik a Pécs környékén feltárt mamut maradványait és a "mecseki dinoszaurusz" lábnyomát is. A múzeum gyűjteményeit, kutatási eredményeit tanulmánykötetekben és kiállításokon mutatja be. Jelenlegi tárlatain "Baranyai tájakon" címmel Baranya természeti értékekben gazdag kis tájaival- a Mecsek, a Villányi-hegység és a Duna Dráva ártereivel- és az ezekre jellemző élővilággal találkozhatunk. Az itt élő növények és állatok a tájegységre jellemző egyedi "keverékét" nyújtják a mediterrán, az antlanti-pannon és a kontinentális éghajlatú területeken is elterjedt fajoknak.
Az intézmény a Baranya tájait bemutató kiállítások mellett a hazai és a külföldi múzeumok vándorkiállításaiból is kínál ízelítőt két-három havonta nyíló időszakos kiállításain.
A Természettudományi Múzeum egész évben a gyűjteményekhez és a kiállításokhoz kapcsolódó múzeumi foglalkozásokkal, évszakhoz kapcsolódó múzeumi programokkal, szakemberekkel vezetett túráival várja látogatóit.