Своєрідною окрасою кафедри екології є зоологічний музей. Історія його створення бере  початок  у другій половині ХІХ століття, про що свідчать збережені з тих часів колекції мікро- і макропрепаратів різних представників тваринного світу, серед яких і колекція відомого вченого, творця біогенетичного закону Ернста Геккеля, датована 1896 роком. Творцем перших експонатів музею, отже і його засновником, треба вважати проф. Володимира Кульчицького.

Як складова частина кафедри екології він виконував і продовжує виконувати важливу навчальну функцію, даючи студентам наочне уявлення про розмаїття тваринного світу і його особливості на всіх континентах Землі.

У колекції музею – численні мікропрепарати безхребетних, мокрі препарати риб, земноводних, плазунів, голкошкірих, а також опудала риб, птахів і ссавців. Кількість тварин в експозиції музею перевищує 70 екземплярів. Серед них 47 опудал птахів – представники 18 рядів (з наявних у цьому класі 40 рядів). Перлиною музейної колекції є такі екзотичні види птахів, як тукан жовтогорлий, що водяться у тропічних лісах Америки, рідкісний представник нашої фауни – лелека чорний, занесений до Червоної книги України, птахи узбережжя північних морів – гагара червоновола  і гагарка звичайна, колоніальні птахи узбережжя Чорного моря – баклан великий, мартин сріблястий, клуша. Цікавими є також представники нашої орнітофауни – бугай великий, названий так за вміння видавати голосові звуки, що імітують ревіння бика, норець великий, що влаштовує плаваючі гнізда на воді наших озер.

Ссавці представлені такими екзотичними тваринами, як дикобраз – житель передгір’я Середньої та Малої Азії, качконіс, який заселяє північ Австралії і Тасманії (занесений до Міжнародної Червоної книги), броненосець – житель Південної Америки, єдині серед сучасних ссавців, у яких тіло вкрите кістковою бронею, а не шерстю ( вона редукована ). У колекції музею серед ссавців є летючі миші – крилани – жителі тропіків і субтропіків Східної півкулі (від Західної Африки до Філіппін і островів Океанії).

У музейних колекціях експонуються також великі плазуни – удави, алігатори, а з риб – акули, півтораметровий рострум риби-пили, риба-їжак та ряд інших представників світової фауни.

Міколого – ботанічний музей є невід’ємною складовою навчального процесу кафедри екології та біології, який відіграє важливу роль у грунтовному опануванні студентами – майбутніми фахівцями в галузі екології, охорони природи та збалансованого природокористування – фундаментальних знань про світ рослин та грибів, його визначальне значення для функціонування біосфери, її природних і штучних екосистем, а також для задоволення життєвих і практичних потреб людини й всього людського суспільства.

Експонати музею використовуються як наочні засоби на лабораторних заняттях  та лекціях для кращого сприйняття і закріплення студентами теоретичного матеріалу навчальних дисциплін кафедри.

Музей відзначається унікальною колекцією муляжів плодових тіл, органів генеративної сфери численних представників рослинного світу, а також різних видів грибів та окремих стадій їх циклів розвитку.

Унікальність колекції зумовлена, з одного боку, давністю її створення (напевно в кінці ХІХ – на початку ХХ століття), внаслідок чого вона має всі ознаки раритетності, а з другого, надзвичайно високим професійним рівнем виготовлення муляжів, які за розмірами хоча у багато разів і перевищують розміри натуральних рослинних об’єктів чи грибів, однак є повністю подібними їм за формою, будовою, кольором, особливостями опушення та цілим рядом інших морфологічних ознак. Своєрідністю муляжів є також і те, що більшість з них, особливо муляжі квіток рослин, є розбірними, що дає можливість докладно ознайомитись з будовою того чи іншого їх складового компонента, наприклад, віночка, тичинок чи маточки.

Загалом колекція музею нараховує понад 80 муляжів. Найбільш чисельно у ній представлені муляжі квіток 51 виду рослин європейської флори з родин лілійні (Liliaceae), кропивові (Urticaceae), лободові (Chenopodiacea), гвоздикові (Caryophyllaceae), жовтцеві (Ranunculaceae), капустяні (Brassiсaceae), ранникові (Scrophulariaceae), айстрові (Asteraceae) та ряду інших відділу покритонасінні. Варто відзначити, що муляжі квіток із цих родин є не тільки своєрідними еталонами цього органу кожної родини, але й водночас вони відображають також найхарактерніші риси різноманіття морфологічної будови квітки покритонасінних рослин. Так, серед них є муляжі квіток з неоднаковою симетрією віночка – актиноморфні [звіробій звичайний (Hypericum perforatum)] і зигоморфні [сокирки польові (Consolida reqalis)], різним типом оцвітини – складною [(наперстянка великоцвіта (Digitalis grandiflora)] і простою віночковидною [лілія лісова (Lilium martagon)] та чашечковидною [кропива звичайна (Urtica dioica)] та різної статі – чоловічі, або тичинкові і жіночі, або маточкові [огірок городній (Cucumis sativus)], різним типом зав’язі – верхньою [фіялка триколірна (Viola triceler)] та нижньою [шипшина звичайна (Rosa canina), апокарпним [жовтець їдкий (Ranunculus acris) і синкарпним [беладона звичайна (Atropa bella-donna)] гінецеями, різною формою зрослолистих віночків: лійковидним [бобівник трилистий (Menyantes trifoliata)], двогубим [чистець лісовий (Stachys sylvatica), трубчастим і язичковим [соняшник звичайний (Helianthus aunus)] тощо.

Інші відділи вищих рослин у колекції представлені лише декількома муляжами окремих органів їх представників. Такими є три муляжі чоловічої шишки (стробіла) сосни звичайної (Pinus sylvestris), окремого її мікроспорофіла з двома розкритими мікроспорангіями, через отвори яких відбувається висипання дозрілих спор, та однієї з насінних лусок (мегаспорофіл) з двома білуватими насінними зачатками жіночої шишки цього виду з відділу голонасінні.

Відділ папоротеподібні представлений муляжами спорангію з ніжкою та архегонію з яйцеклітиною щитника чоловічого або чоловічої папороті (Dryapteris filix-mas).

Решта муляжів колекції – це переважно муляжі плодових тіл з трубчастим і пластинчастим гіменофором та муляжі певних стадій циклів розвитку окремих видів з класів ооміцети (Oomucetes), сумчасті (Ascomycetes) і базидіальні (Basidiomucetes) гриби. Таким, наприклад, є муляж, що відтворює стадію ураження грибом фітофторою (Phytophthora infestans) з класу ооміцети листок картоплі. Міцелій цього гриба розростається в губчастій тканині листка, а його гіфи через продихи нижнього епідермісу висовуються назовні, симподіально галузяться, утворюючи спорангієносці, що завершуються зооспорангіями з характерними для них сосочкоподібними виростами.

Паразитний гриб ріжки (Claviceps purpurea) із класу сумчасті гриби представлений муляжем його темнолілового склероцію (щільне обезводненне плетево гіф міцелію), на якому розвинулися після перезимівлі червоні головки, що сидять на довгих тонких ніжках. У цих головках знаходяться плодові тіла перитеції з великою кількістю сумок із сумкоспорами.

Окремі стадії циклу розвитку паразитних іржастих грибів з класу базидіальні гриби на прикладі лінійної іржі злаків (Puccinia graminis) представляють муляжі спермогонія (пікніди) з пікноспорами і чашоподібного ецидія з ецидіоспорами. Перші з них розвиваються на верхній, а другі – на нижній стороні листка барбарису звичайного (Berberis vulgaris). Доповнюють уявлення про стадії розвитку цього гриба муляжі частин листків пшениці звичайної (Triticum aestivum) з купками розвинених на них у різний час спор – літніх (уредоспори) та зимових (телейтоспори).

Усі експонати музею внесені в інвентаризаційний опис, у якому наведено  назву експонату та його номер.