Az Erdélyi Múzeum-Egyesület egyik részlegeként 1859-ben létrehozott Állattani Múzeum gyűjteménye fokozatosan gazdagodott. Az Állattani Múzeum annak az épületnek földszintjén található, amely a Biológia Karnak, a kari könyvtárnak, a Barlangászati Intézetnek, az Egyetem Filmesítési Központjának, valamint az Elektronikus Mikroszkóp-intézetének is otthont ad. Az épületet 1912 körül adták át, és a nápolyi Állattani Intézettel azonos tervek alapján épült. A tudományos gyűjtemények – számos kutató, egyetemi hallgató és tanár egy életen át tartó munkájának gyümölcse – külön teremben találhatóak. A tematikus gyűjtemények a múzeum termeiben kaptak helyet. A két világháború elpusztította a gyűjtemények tudományos dokumentációját.
A hazai fajok mellett számos egzotikus fajt is találunk: korallgyűjteményt, gyöngykagylót (Meleagrina margaritifera), afrikai skorpiót (Pandinus imperator), a vándorlepkék közé tartozó pompás királylepkét vagy amerikai királylepkét (Danaus plexipus), sokféle tengeri csillagot, tüdős halat, afrikai elektromos harcsát (Malapterurus electricus), kakashalat (Zeus Faber mauritanicus), néma csörgőkígyót (Lachesis atrox), egy tengeri kígyófajtát (Pelamis bicolor), galléros túzokot (Chlamydotis undulata), nagy paradicsommadarat (Paradisea apoda), tukánt (Ramphasthos toco), kengurut (Protemnodon rufogrissea), mosómedvét (Procyon lotor), zsiráfot (Giraffa camelopardalis), mangusztát (Herpestes ichneumon), vadmacskát (Felis leo, F. tigris, Panthera onca) és egyebeket. A kolibrik a rájuk eső fény függvényében változó színükkel, valamint étkezésük bemutatása révén hívják fel magukra a figyelmet.
A múzeum patrimóniuma évről évre gazdagodott, így mára az ország egyik legnagyobb állattani múzeumává nőtte ki magát. Ily módon a csupán 700 négyzetméternyi területen a látogatóknak lehetőségük nyílik megtekinteni a romániai állatvilág fajainak jelentős hányadát, illetve számtalan egyéb állatfajt a világ különböző pontjairól.
A múzeum berendezése elsősorban fejlődéstörténeti és az ehhez kapcsolódó rendszertani (taxonómiai) kritériumok szerint valósult meg. Ennek köszönhetően a biológiai anyagot a szerkezetek komplexitásának sorrendjében állítottuk ki, a legegyszerűbb testfelépítéssel rendelkező többsejtűektől (szivacsok) egészen az emlősökig. A múzeum az egyszerűtől az összetettig tartó állatvilági evolúciót szemlélteti.
A helyiségek beosztásának szempontjából elmondhatjuk, hogy egy teremben kerülnek berendezésre az időszaki kiállítások, míg az állandó kiállításoknak három helyiség áll rendelkezésére. A legelső helyiségben találhatjuk a gerinctelenek legfontosabb csoportjait (állati egysejtűek, spongyák, űrbelűek, hernyók, férgek, puhatestűek, rákfélék, rovarok és tüskésbőrűek). Ugyanitt találjuk továbbá a gerincesek elődeit, valamint a gerincesek néhány képviselőjét (halak, kétéltűek és hüllők). Az épületrészben kiállított állatok legnagyobb része folyadékban konzervált állapotban látható (formalin vagy alkohol). Másik része száraz preparátum (például a rovarok).
A rendszertani kategóriák szerint kiállított anyag mellett az Állattani Múzeumban tematikus rovargyűjteményt is láthatunk, amelyben megtekinthetjük a viselkedés egy-egy aspektusát, a különféle rovarfajok természetes környezetét, valamint kuriózumokat. Az utóbbiak közül megemlíthetjük a trópusi lepkék méretének váltakozását az évszakok függvényében, de nyomon követhetőek a homokrómia esetei és a mimetizmus különféle aspektusai a lepkéknél és lárváknál, illetve a selyemhernyó (Bombix mori) begubózásának és a selyemszál keletkezésének szakaszai.
A második helyiség a madarak és emlősök gyűjteményének ad otthont. A gerincesek közül a madarak múzeumi bemutatása a legreprezentatívabb. Ezek egy része didaktikai, rendszertani, illetve családok szerinti csoportosításban került kiállításra. A didaktikai jellegű tárlók mellett a teremben diorámákat és mikrodiarámákat is találunk, amelyek különféle madárfajokat mutatnak be saját életkörülményeik között. Egyes diorámák a madarak viselkedésének egy-egy aspektusát jelenítik meg, de kuriózumokat is láthatunk (pl. albinó madarak). Ugyanitt láthatjuk különféle madárfajok fészkét és tojásait is.
A múzeumban kiállított emlősöket valódi nagyságukban szemlélhetjük (kitömött állatok). Akárcsak a madarak esetében, az emlősöket is egyénileg, rendszertani sorrendben, vagy tematikus diorámákban láthatjuk.
A két helyiség közötti kapcsolatot a diorámák terme révén valósul meg. A kiállítóteremben 6 nagyobb dioráma található, valamint egy középen elhelyezett mikrodiaráma. A nagyobb diorámák: Duna-delta, Madarak a nádasból, Ragadozó madarak I., Ragadozó madarak II., Bărăgan-alföld, és Túlélés télen.
A középen elhelyezett mikrodioráma egy 45 példányból álló kolibrigyűjteményt mutat be (38 faj). A kolibrik a rájuk eső fény függvényében változó színükkel, valamint étkezésük bemutatása révén hívják fel magukra a figyelmet.
A BBTE Állattani Múzeuma elsősorban a biológia szakos hallgatók számára kíván didaktikai anyagot biztosítani, de a kiállítások természetesen a nagyközönség számára is nyitottak. A szervezett csoportok ingyenes múzeumvezetést, szakszerű irányítást igényelhetnek magyar és román nyelven egyaránt.
Az intézmény ugyanakkor a gimnáziumi diákok és a középiskolások számára is oktatási segédanyagot biztosít. Sokszínűségének köszönhetően a múzeumot évente más csoportok is meglátogatják – a Biológia és Geológia Karról, vagy az Agrártudományi Karról, illetve más egyetemi központokból, képzőművészeti karokról, de érkeznek tanulók és kutatók is, akik az állatvilágról szóló tanulmányaikat kívánják ily módon elmélyíteni.