Οι συλλογές της εφορίας είναι σύγχρονες και αριθμούν περισσότερα από 200.000 δείγματα. Προέρχονται κυρίως από τη συλλογή του Μ. Μυλωνά από την Ελλάδα, ηπειρωτική και νησιωτική χώρα, αλλά και πολλές άλλες χώρες σε όλες τις ηπείρους, της Κ. Βαρδινογιάννη από νησιά του Αιγαίου και βεβαίως από τις πολυάριθμες ερευνητικές αποστολές του Μουσείου σε χώρες της Μεσογείου. Επιπλέον οι συλλογές εμπλουτίζονται με θαλασσινά είδη από δειγματοληψίες του Ι.ΘΑ.ΒΙ.Κ. σε διάφορες περιοχές της Μεσογείου και ιδιαίτερα από μεγάλα βάθη.

Η σημαντικότερη συλλογή της εφορίας είναι η συλλογή των χερσαίων μαλακίων. Η συλλογή αυτή καλύπτει όλα τα είδη της Ελλάδας (περισσότερα από 1000 είδη), καθώς και τα περισσότερα είδη των χωρών της ανατολικής Μεσογείου και της Βόρειας Αφρικής. Επιπλέον υπάρχουν αρκετά είδη από Ευρώπη, Αμερική, Αυστραλία, Ασία.

Ιδιαίτερα για τα Ελληνικά είδη η συλλογή θεωρείται μία από τις καλύτερες στον κόσμο αφενός γιατί η πλειονότητα των ειδών αντιπροσωπεύεται από ολόκληρο το ζώο και όχι μόνο από κελύφη, και αφετέρου γιατί καλύπτει εκτός των άλλων και όλα τα νησιά και βραχονήσια του Αιγαίου και όλους τους ορεινούς όγκους της Ελλάδας. Παρόλο που η συλλογή είναι σχετικά σύγχρονη ήδη περιλαμβάνει τύπους και παράτυπους ελληνικών ειδών.

Στις συλλογές της εφορίας περιλαμβάνονται γεωσκώληκες και νηματώδεις από πολλές περιοχές της Κρήτης, της ηπειρωτικής και νησιωτικής χώρας αλλά και από τις περισσότερες χώρες της Μεσογείου. Επιπλέον περιλαμβάνονται πολλοί θαλάσσιοι οργανισμοί από την ανατολική Μεσόγειο, ιδιαίτερα από μεγάλα βάθη.

Παράλληλα με την «κλασσική» συλλογή, δηλαδή συντήρηση ζώων σε 75% αλκοόλη, στο τμήμα διατηρούνται πολλά είδη σε κατάψυξη -20°C ή και σε 100% αλκοόλη για σύγχρονες μοριακές - φυλογενετικές μελέτες.

Η φύλαξη των συλλογών γίνεται σε ειδικό κλιματιζόμενο χώρο. Η ταξινόμηση τους είναι καταρχήν γεωγραφική και σε δεύτερο επίπεδο συστηματική. Η αρχειοθέτηση όλου του υλικού, συλλογών, εργασιών και βιβλίων, γίνεται ηλεκτρονικά σε βάση δεδομένων (Access) και οι οποίες συνδυάζονται με GIS.