Естественнонаучная экспозиция располагается в зале площадью 40 кв. м. Архитектурно-пластическое решение зала предполагает выделение трех основных зон: геологии, палеонтологии и зоологии. Акцент делается на уникальные образцы, прежде всего – лопатку плезиозавра – предмет, подтверждающий наличие животных класса рептилий в мезозойский период. В зале природы расположен большой витринный блок для показа минералогической коллекции, витрины-окна с предметами палеонтологии, витрины-острова в центре зала с биогруппами на тему «Фауна лесостепной зоны», большой ландшафтной диорамы «Степное озеро – природное сообщество». Научная концепция диорамы предполагает не только простую иллюстрацию из жизни животных, населяющих водоем, но и демонстрацию их взаимосвязей как целого комплекса живых организмов. Этому способствует и натурный план, в котором каждый элемент тщательно продуман и несет свою смысловую нагрузку, и живописный пейзажный задник диорамы, воссоздающий ландшафт озера Большой Сарыкуль.
