Naturhistoriske museer er museer som omfatter materiale til dokumentasjon, vitenskapelige studier, utstillingssamlinger og andre publikumsfasiliteter knyttet til naturhistorisk materiale. De mest omfattende naturhistoriske museene i verden har både antropologiske, botaniske, etnografiske, geologiske, paleontologiske og zoologiske avdelinger.
Universitetsmuseene på Tøyen i Oslo, som omfattet zoologisk, geologisk, paleontologisk og botanisk museum samt botanisk hage, ble i 1999 slått sammen til Universitetets naturhistoriske museer og botaniske hage (NHM). Dette er landets største institusjon i sitt slag, med samlinger som omfatter flere millioner gjenstander. Bergen Museum, Vitenskapsmuseet i Trondheim og Tromsø Museum er alle universitetsmuseer med omfattende naturhistoriske avdelinger. Stavanger Museum, Agder naturmuseum og Rana Museum har også naturhistoriske avdelinger.
Natural History Museum (NHM) i London er verdens største naturhistoriske museum, med meget omfattende vitenskapelige samlinger innen botanikk, geologi, mineralogi, paleontologi og zoologi. De har store utstillinger og et bredt spekter av forskjellige publikumsaktiviteter.
American Museum of Natural History i New York er også blant verdens største naturhistoriske museer, med avdelinger for antropologi, etnografi, botanikk, geologi, paleontologi og zoologi. Til museet er knyttet Hayden-planetariet og en zoologisk hage i Bronx Park. Naturhistoriske museer finnes for øvrig i de fleste hovedsteder rundt i verden.