A fost construit între anii 1890-1893 de către arhitectul budapestan Kiss István. Lucrările de realizare a clădirii au fost efectuate de Sófalvi József şi Soós Pál din Tîrgu-Mureş. La 27 iunie 1893, au loc festivităţile de deschidere a muzeului, ocazie cu care Róth Károl, din partea Camerei de Comerţ din Budapesta, întocmeşte un prim catalog. Prezintă un plan echilibrat de formă aproape pătrată cu două rezalite: la stradă şi în curte printr-un corp secundar.

Echilibrată ca volum, clădirea este unul dintre cele mai reuşite exemple de clădiri neoclasiciste din oraş. Se remarcă frontonul triunghiular decorat cu sculpturi şi cele două nişe laterale ce adăpostesc câte o statuie ce reprezintă industria şi agricultura.Întreaga construcţie este caracteristică neoclasicismului, cu un stil sever de Renaştere italiană (partea de jos) şi unele elemente greceşti (frontonul decorat cu statui). Este primul muzeu de acest gen din Transilvania.

Muzeul de Ştiinţele Naturii din Tîrgu-Mureş deţine valoroase colecţii de paleontologie, mineralogie, plante inferioare şi superioare, nevertebrate (melci, scoici, insecte indigene şi exotice), păsări, ouă, mamifere, schelete, trofee totalizând peste 62.000 piese.O parte din aceste colecţii sunt etalate în expoziţia de bază a muzeului care a intrat în circuitul public în 1988 şi este structurată pe următoarele sectoare tematice: bogăţii ale muzeului (minerale şi roci) paleontologie, flora şi fauna judeţului Mureş, ocrotirea naturii şi a mediului înconjurător. Celelalte piese sunt conservate în depozitele ştiinţifice ale muzeului.Exponatele de floră şi faună sunt prezentate într-o manieră modernă, pe principii ecologice (bioceneze, biogrupuri, diorame) cu scopul de a întregi ideea de unitate dintre organism şi mediu, şi de a conştientiza publicul de necesitatea protejării mediului ambiant.

Muzeul de Ştiinţele Naturii prezintă un univers aparte în care florile de mină, animalele din epoca preistorică a căror urme (fosilele) vorbesc despre trecutul îndepărtat al pământului.Bogăţia fosilelor şi a faunei din judeţul Mureş este prezentată prin expunerea celor mai importante grupe sistematice de plante şi animale, iar în continuare, într-o dioramă de mari dimensiuni sunt prezente patru ecosisteme naturale care îmbracă aspectul celor patru anotimpuri: un loc de câmpie, o zonă din Câmpia Transilvaniei, o pădure de foioase şi o pădure de conifere.

Muzeul mai deţine şi unul dintre cele mai frumoase trofee de cerb carpatin din lume. O sală polifuncţională, aflată la etaj, face din această instituţie ştiinţifică un factor de implicare în aspectele impuse de contemporaneitate, organizându-se aici conferinţe, simpozioane, întâlniri tematice.