El fondo del Museu de Ciències Naturals de Barcelona tiene sus orígenes en el Museo Martorell, construido entre 1878 y 1882 en el parque de la Ciutadella de Barcelona para acoger el legado del naturalista Francesc Martorell Peña (1822-1878). En 1906, el Ayuntamiento de Barcelona creó la Junta Municipal de Ciencias Naturales, que regía el Museo Martorell, el Zoológico, el Museo Zootécnico, el Invernadero y el Umbráculo.
En el año 2000, los Museos de Zoología y de Geología fueron unificados bajo el nombre de Museo de Ciencias Naturales de la Ciutadella. En 2008, el proceso de reunificación continuó con la integración del Jardín Botánico. También se estableció una relación estable de trabajo con el Instituto Botánico en el área de programas públicos y administración. El museo ha ido creciendo con colecciones aportadas por naturalistas, coleccionistas, cazadores y diversas instituciones.
A pesar de que la ingente cantidad de especímenes que acumulan los museos de ciencias naturales constituye el retrato y la manifestación más tangible del expolio que se llevó a cabo en las antiguas colonias, estos museos han tardado en incorporarse a los debates internacionales sobre su relación con el aparato colonial, a diferencia de los museos de etnología y de historia.
A todo esto, se añade la dificultad de que los «bichos y animales muertos» tienen poco interés en determinados circuitos, cosa que a menudo ensombrece su importancia en el desarrollo científico.