Grupowało kolekcje przekazane Towarzystwu, a później bezpośrednio muzeum, w tym: kolekcję Zachodniopruskiego Stowarzyszenia Botaniczno-Zoologicznego kolekcję ptaków Karla Boecka kolekcje zoologiczne J. Bernoulliego i J.T. Kleina kolekcje owadów Brischkego i Kumma zbiór zielników Klinsmanna kolekcje archeologiczne Lissauera i Stumpfelda kolekcję bursztynu Franza Menge liczącą kilka tysięcy okazówKosmowska-Ceranowicz 1998. kolekcję bursztynu Otto Helma (5 tys. okazów, głównie z inkluzjami fauny i flory) przekazana muzeum w 1902 r.
Do bardzo znacznej rozbudowy zbiorów doprowadził pierwszy dyrektor muzeum Hugo Conwentz (1880-1910). Zbiory muzeum gdańskiego uważano za jedne z największych wśród muzeów regionalnych Niemiec. Kolekcja bursztynu (szacowana na minimum 13 tys. okazów, a być może nawet na kilkadziesiąt tysięcy) była najbogatszą, nie licząc kolekcji z muzeum królewieckiego, na świecie. Przy muzeum była bogata biblioteka specjalistyczna oraz laboratorium badawcze z aparaturą. mały|Arkusz zielnikowy z kolekcji Muzeum Prowincji Zachodniopruskiej w Gdańsku. Siedzibą muzeum była Zielona Brama. W 1938 r. kolekcje przyrodnicze przeniesiono do Złotej Kamienicy, a w 1939 i 1940 r. Zieloną Bramę opuściły także zbiory archeologiczne, na bazie których założono przy ul. Nowe Ogrody Okręgowe Muzeum Przyrodnicze.