Du fait de l'évolution des biotechnologies, les collections d'histoire naturelle sont souvent considérées uniquement sous l'angle patrimonial, avec parfois une connotation archaïque. 

Initiés aux XVIIe et XVIIIe siècles, ces regroupements de spécimens collectés, étiquetés, identifiés par des spécialistes reconnus avaient pour ambition de comparer et classer les espèces.

Aujourd'hui encore, les premiers échantillons conservés, appelés "types", sont absolument indispensables aux naturalistes pour décrire de nouveaux taxons* et réviser des groupes systématiques. De plus, notamment en entomologie*, les collections naturalistes représentent des outils essentiels à l'identification correcte des espèces. Elles sont indispensables à l'élaboration des inventaires contemporains de la biodiversité.

Au-delà de leur intérêt pour la classification et l'identification du vivant, ces collections peuvent jouer de multiples rôles dans la recherche scientifique. Leur étude, sur plusieurs dizaines ou centaines d'années, permet une analyse de l'évolution des aires de répartition des espèces. Ainsi, des extinctions régionales ou des expansions récentes d'espèces ont pu être caractérisées.

De plus, la matière organique conservée est source d'informations sur les conditions environnementales à l'époque de la capture des individus. Par exemple, son étude permet de retracer l'évolution de certains composants atmosphériques ou la présence de polluants dans les organismes.

Enfin, quand leur état de conservation le permet, des études moléculaires peuvent être menées sur les échantillons. Ces analyses contribuent au travail de classification du vivant par l'élaboration de codes-barres génétiques.

De façon plus générale, les collections représentent la matière première des publications scientifiques.