Edukovan kao arheolog, ali svestran, Mileker je odmah po osnivanju Gradskog muzeja, 1882. godine, počeo da razmišlja i o drugim odeljenjima. Prirodnjačka zbirka je formirana na samom početku ovog veka. Prema sačuvanim podacima vidi se da je intenzivno sakupljana između 1906. i 1906. godine. Nakon 1940. godine u zbirku je unesena neznatna količina materijala iz razloga što je Muzej bio usmeravan ka arheologiji.

Mileker prihvata sugestije svojih savetnika iz Temišvara i Budimpešte i okuplja oko sebe najbolje prirodnjake toga dela Evrope: Jenea Bernačkog (Jeno Bernatsky), Alfreda Bernačkog (Alfred Bernatsky) obojica botaničari, Rudolfa Mileker a (Rudolf Milleker) paleontologa i poznatog vulkanologa (sin Feliksa Milekera), Dionizija Linciu (Dionisie Lintsia) ornitolog i dr Sam Mileker je bio član Mađarskog prirodoslovnog društva.

O pristizanju prvih primeraka u Zbirku nema tačnih podataka, jer je deo dokumentacije i inventarskih listi nestao za vreme Drugog svetskog rata. U nekim zbirkama, naročito geološko-paleontološkoj ne postoje kartice, a najčešće su to bile papirne nalepnice sa podacima koje su vremenom otpale ili je rukopis u potpunosti izbledeo. Tome treba dodati da Muzej danas nema kustosa koji bi vodio Prirodnjačko odeljenje.

Prirodnjačko odeljenje sačinjavaju tri zbirke:

• Geološko-paleontološka
• Botanička
• Zoološka

Geološko-paleontološku zbirku sakupio je Rudolf Mileker iz južnog i srednjeg Banata i južnog dela rumunskog Banata. Jedan manji deo komada minerala potiče iz rudnika u Resici. Paleontološki materijal sastoji se od većeg broja mamutovih kostiju (dve ćele donje vilice) i više stotina fosila paleoflore i faune. Nažalost, ovaj deo Prirodnjačke zbirke nema potpunu dokumentaciju.

U ovoj Zbirci nalaze se i tri profila bunara iz okoline Vršca kao i Petrografska zbirka sa Vršačkih planina. Terenskim istraživanjima 1958. i 1959. godine prikupljen je materijal pomoću kojeg se određuje geološka starost slojeva. Takode je otpočeo rad i sređivanje paleontološkog materijala sa nekih lokaliteta, ali i sistematsko izučavanje geologije i paleontologije Vojvodine.

Ipak, dve najkompletnije istovremeno su najvažnije zbirke: Botanička, sa nekoliko herbarijuma i Ornitološka zbirka. Botaničku zbirku predstavljaju herbarijum „Bernački”, koji je nastao između 1910. i 1916. godine, tri sveske Herba Panonica, Zbirka sorata vinove loze i nekoliko manjih, savremenih herbarijuma.

Naziv najznačajnijeg herbarijuma nastao je po Milekerovom saradniku i sakupljaču dr Jeneu Bernačkom, profesoru Budimpeštanskog univerziteta. Herbarijum broji 378 inventarisanih primeraka sa ukupno 221 biljnom vrstom. Potiču sa šest lokaliteta i veoma su dobro očuvani. Bernački nije uspeo da ga sistematizuje, verovatno ga je omeo Prvi svetski rat. Sistematizaciju i ponovni popis uradio je prof. Sučević 1952. godine. Herbarijum je smešten u 11 većih kutija, odnosno 27 svezaka, od kojih jedna obuhvata sorte vinove loze.

Materijal je sakupljen sa lokaliteta Južnog Banata (podrazumeva se i rumunski deo). Vršačke planine su relativno slabo zastupljene, no bez obzira, nerbarijum je od izuzetnog značaja ne samo za područje Vojvodine, već znatno šire. Zbog izuzetnog značaja i starosti herbarijum je stavljen pod zaštitu države prvog stepena. Nadalje, postaje dostupan naučnim radnicima, služi kao komparativni materijal, ali i kao baza za dalja floristička proučavanja ovog dela Banata.

Zoološku zbirku predstavljaju sisari i ptice. Kolekcija sisara je znatno manja ali sa reprezentativnim primercima. Predstavljaju tipičnu faunu Južnog Banata. U evropskim razmerama malo je poznato da na tako malom području žive dve poveće populacije vuka (Canis lupus). Obe lokacije su poznate po svojim specifičnostima (Vršačke planine i Deliblatska peščara). Zbirka je zastupljena sa više desetina primeraka, odnosno 11 vrsta (vuk, divlja mačka, tvor, kuna zlatica, jazavac, slepo kuče i dr).

Ornitološka zbirka broji 175 prepariranih primeraka, izvanredno očuvanih, odnosno 107 vrsta ptica. Stara je bezmalo čitav vek i sada služi kao komparativni materijal. Rezultat upoređenja sa savremenim podacima pokazuje potpuno izmenjenu sliku ornitofaune ovog područja, a nastala je uticajem čoveka na prirodnu sredinu (melioraciomm zahvatima, kemijskim tretiranjem poljoprivrednog zemljišta, razni oblici fizičkih izmena, isušivanje močvara i si). Iz toga sledi poguban rezultat - potpuni nestanak desetine vrsta, a takode izmenjen je kvantitativni sastav ptica.

Ornitološka zbirka je nastala između 1906. i 1911. godine, a sa manjim brojem primeraka dopunjena je između dva rata. Na zbirci su radili odlični preparatori i poznavaoci ptica: Anton Švebl

(Anton Schivabl), Peter Kešl (Peter Koschl) i Đula Fišer (Gyula Fischer). Zbirku je vodio Dionizije Lincija (Dionisie Lintia), tadašnji profesor u Temišvaru, a kasnije šef ornitološkog odeljenja Temišvarskog muzeja Banata. Na Temišvarskoj zbirci radili su isti preparatori, a veći deo najreprezentativnijih primeraka ptica odlazio je u Temišvar po istom principu kao i arheološki materijal.

Na području Bele Crkve (interna zona Vršačkog muzeja) radili su K. Linhart (K. Linchart) i A. Litahorski (A. Litachorsky), takode dobri poznavaoci ptica. Jedino je poznato da su kao saradnici Budimpeštanskog muzeja bili obavezni da šalju određen broj prepariranih ptica.

Vršačka i Temišvarska ornitološka zbirka mogu se posmatrati kao jedna celina, jer su nastale u istom periodu, velikim delom su sa istog područja, sistematizovane od istog rukovodioca i istih preparatora. Treba istaći da je Temišvarska zbirka znatno bogatija. Lincija je sakupio vrlo značajnu Oološku zbirku i znatno je bogatija ona koja se nalazi u Temišvarskom muzeju Banata. Vršačka je, nažalost, u velikoj meri propala usled čestog premeštanja i zbog osetljivosti materijala.

Mileker je o ovoj Zbirci obavestio zemaljskog zoološkog nadzornika u Budimpešti i zamolio ga za pomoć. Moli da se pošalje pomoć od 300 kruna, na koliko je Zbirka procenjena. Lincija je predao zbirku od 99 gnezda i 405 ptičijih jaja, obećavši da će i dalje pribavljati zoološki materijal. Već naredne, 1911. godine, predao je 18 gnezda i 67 jaja po ceni od 47 kruna i 42 filera. Znatno kasnije, 1934. godine, Lincija ponovo boravi u Vršcu i tom prilikom poklanja nekoliko prepariranih ptica i više primeraka jaja.

U Zbirci se nalaze retki primerci ptica koje se više ne mogu sresti na ovom području: sup beloglavi (Gyps julvus), suri strvinar (Aegiypius monachus), orao belorepan (Haliaetus albicilla), krstaš (Aquilia heliaca), suri orao (Aquilia chrysaetos), osičar (Pernis apivorus), stepski soko (Falco cherrug), uralska sova (Strix uralensis), buljina (Bubo bubo), velika droplja (Otis tarda) i mnoge druge.

Kartice su uredno vođene sa svim potrebnim podacima. Revizija je izvršena krajem osamdesetih godina od strane Prirodnjačkog muzeja iz Beograda i Pokrajinskog zavoda za zaštitu prirode iz Novog Sada. Sačinjen je novi popis zbirke kao i determinacija sa novim stručnim nazivima.

Postojala je i Entomološka zbirka koja je propala za vreme Drugog svetskog rata ali i zbog materijala čije je trajanje ograničeno.

Zbirku je prikupio Kurt Hauzer (Kurt Hauser), učitelj iz Vršca, u vremenu od 1936. do 1940. godine. Brojala je oko 800 primeraka, a prema sačuvanim ostacima najzastupljenije su bile Coleopterae i Lepidopterae, ali i manji broj afričkih tvrdo-krilaca bez ikakvih podataka.

Relativno je očuvano 35 teglica sa formalinom u kojima se mahom čuvaju ribe i gmizavci, a medu njima i jedinstvena na ovom području crna šarka (Vipera berus var. prester).

Prirodnjačko odeljenje ima i svoju stalnu postavku gde je izložen reprezentativni deo Paleontološke i Zoološke zbirke (sisari i ptice). Vrlo je posećen, naročito od školske omladine.