A Coleção Osteológica abriga esqueletos parciais ou completos de diversas espécies de aves da América do Sul, com ênfase nas espécies aquáticas (marinhas, continentais e costeiras).
É de grande utilidade para estudos taxonômicos e filogenéticos e abriga atualmente mais de 70 exemplares de 55 espécies.
Além da coleção osteológicas são preservadas em meio úmido (Coleção Úmida) amostras de músculo, siringe, gônadas, coração, fígado, penas, conteúdo estomacal, ectoparasitas, dentre outras, para estudos genéticos e moleculares, histológicos, de dieta e poluentes.