Die Sammlungen des Naturkundemuseum im Ottoneum gehen in ihrem Ursprung bis auf die Landgrafen von Hessen-Cassel zurück. Im späten 19. Jahrhundert wurden die Sammlungen des 1836 gegründeten Vereins für Naturkunde zu Cassel übernommen. Zusätzlich gelangten Privatsammlungen an das Naturkundemuseum. Nach dem Einschnitt des 2. Weltkrieges, speziell der Brandnacht vom 23. Oktober 1943, erhielt das Naturkundemuseum erneut Privatsammlungen zum Aufbau der in großen Teilen verlorengegangen Sammlungsbestände.
Bis heute sind die Sammlungen, die kleinere und größere Erweiterungen an regionalen Objekten erfahren, nicht vollständig inventarisiert und wissenschaftlich erschlossen. Da die Arbeiten stetig weiter gehen, werden auch die angegebenen Zahlen stetig genauer. Aktuell beruhen sie auf einer Mischung aus Zählungen und Schätzungen.