Situat a les dependències de les antigues escoles municipals, és fruit d’una donació que féu al municipi el 1911 l’eminent naturalista Francesc Darder i Llimona , fill adoptiu de la ciutat. Fins a la reforma del 2007 fou un clar exemple dels criteris col·leccionistes i les concepcions científiques del final del segle XIX i el començament del XX, en la línia dels gabinets de curiositats. S'hi mostraven diverses espècies animals, tant exòtiques com del país, però el museu fou conegut arreu del món per la polèmica creada per l’exposició a la sala de l’Home, on s’exhibien diverses restes humanes, d'un guerrer boiximà dissecat. Al març del 1997, valorant la transcendència i la projecció internacional que estava adquirint el conflicte, el consistori decidí retirar el cos dissecat de l’exposició, i el 2000 les restes del boiximà foren traslladades a Botswana, on foren enterrades.
Al gener del 2003 el museu tancà les portes al públic per tal d’ésser totalment replantejat i remodelat. Reobert a l’abril del 2007 amb el nom actual, la renovació comportà una reorganització en noves seccions: l’exposició permanent, que comprèn, d’una banda, una mostra de la concepció de la història natural al segle XIX, la figura de Darder i la conservació dels exemplars d’història natural, i de l’altra, un espai dedicat a l’Estany de Banyoles des de tots els punts de vista (hidrogeologia, microbiologia, fauna i flora i transformació provocada per l’espècie humana). El museu té també sales d’actes i per a exposicions temporals i un centre de documentació.