In den Sammlungen des Naturkundemuseums Potsdam werden über 410.000 Objekte aufbewahrt. Die Tierwelt Brandenburgs ist der Sammlungsschwerpunkt des Museums.
Eines der wichtigsten Ziele ist die Dokumentation von Veränderungen in der Naturausstattung des Landes Brandenburg. Neben den biowissenschaftlichen Sammlungen gibt es auch eine geowissenschaftliche Sammlung im Museum.