Latvijas Nacionālais dabas muzejs ir dabas bagātību krātuve, kurā glabājas ģeoloģiskie, entomoloģiskie, paleontoloģiskie, zooloģiskie, botāniskie un antropoloģiskie priekšmeti. Krājums tiek sistemātiski papildināts, ievācot priekšmetus dabā (ekspedīcijās un individuālos izbraukumos), iepērkot, saņemot dāvinājumus vai muitā konfiscētos priekšmetus (Vašingtonas konvencijas objekti). Muzeja krājumā ir daudzas Latvijā un pasaulē izzūdošas un jau izmirušas sugas, tāpēc kolekciju vērtība pieaug un arvien aktuālāka kļūst to ilglaicīga saglabāšana.
Dabas muzeja krājuma veidošanas mērķis – uzkrāt un saglabāt Latvijas un pasaules dabas vērtības, kas liecina par dabas daudzveidību, vēsturi un aizsardzību. Muzeja uzdevums ir mērķtiecīgi bagātināt krājumu un palielināt tā zinātnisko vērtību. Šobrīd tajā ir vairāk nekā 220 tūkstoši krājuma vienību.
Muzeja krājuma pirmsākumus veido ievērojamā kolekcionāra Nikolausa fon Himzela (Nikolaus von Himsel, 1729–1764) dabas priekšmetu kolekcijas. No tām saglabājušies ap 600 minerālu paraugu, kokšņu kolekcija, vairākas bruņurupuču bruņas, neliela ragu un kaulu kolekcija.
Īpaši vērtīgs mantojums no Rīgas Dabaspētnieku biedrības (1845–1939) ir bagātās dabaszinātniskās kolekcijas ar vākumiem no Latvijas un pasaules:
- putnu izbāžņi;
- unikāla ir Teodora Lorenca aberatīvo (sugai netipiska pazīme) vistveidīgo putnu kolekcija, veidota 19. gs. beigās Krievijā;
- E.F.Štolla putnu olas, vāktas 20. gs sākumā;
- zīdītājdzīvnieku izbāžņi;
- tropisko jūru gliemežvāki;
- fosilijas, ieži un minerāli;
- herbāriji.
Nozīmīgas ir arī bijušā Skolu muzeja daudzveidīgās dabaszinātniskās kolekcijas, kā arī Ģeoloģijas institūta ģeoloģiskās un paleontoloģiskās kolekcijas.
Muzeja pamatkrājums ir Nacionālā muzeju krājuma sastāvdaļa un nacionālā bagātība. Tāpēc muzejam ir liela atbildība un pienākums nodrošināt saudzīgu attieksmi un ilglaicīgu krājuma pieejamību sabiedrībai.
Krājuma pieejamību sabiedrībai nodrošina muzeja kolekciju elektroniskā datu bāze (www.nmkk.lv), kas tiek regulāri papildināta.