Nel museo sono conservati migliaia di reperti riguardanti la variabilità umana attuale e la storia naturale dell'uomo e degli altri primati.

Di particolare interesse sono:

• i due crani di Neanderthal rinvenuti a Saccopastore (Roma);
• il cranio e resti di postcranio del cosiddetto "uomo pre-neolitico della Maiella";
• la vasta e suggestiva "cranioteca" con reperti provenienti da tutto il mondo;
• le serie scheletriche di varie epoche preistoriche e storiche ;
• la collezione di maschere facciali e busti in gesso;
• le raccolte di scheletri in vario grado di completezza di primati non umani;
• lo strumentario antropologico fra '800 e '900, con originali ideati e creati da S. Sergi;
• il primo laboratorio di psico-fisiologia allestito da G. Sergi (1885 e segg.).