В музее хранятся коллекции бабочек разных видов. Самая ранняя коллекция «Ночные бабочки», предположительно собранная в начале XX века, была передана в музей в 1927 году. Коллекции собирались с целью научного изучения и классификации насекомых на основе строения, развития и родственных связей. Понимание классификации помогает в энтомологии, сельском хозяйстве (выявление вредителей) и экологии (роль в опылении и пищевой цепи).

Бабочек, отряд Чешуекрылые (Lepidoptera), условно делят на две большие группы: дневные и ночные. Для дневных бабочек характерны длинные булавовидные усики (антенны) и широкие крылья. Ночные бабочки активны в тёмное время суток, имеют нитевидные или перистые антенны, в покое держат крылья горизонтально или складывают их домиком. Крылья бабочек покрыты тысячами мельчайших чешуек - видоизмененных щетинок, уложенных черепицеобразно. Чешуйки содержат пигменты и микроструктуру, преломляющую свет, благодаря которым формируется уникальный узор и окраска крыльев бабочки. Причем цвета и рисунок на поверхности и на исподе крыльев различны. Некоторые бабочки обладают защитной окраской, сливаясь с листьями и корой деревьев. Другие, наоборот, имеют яркие узоры, предупреждающие хищников о ядовитости. Некоторые виды имеют на крыльях рисунок, похожий на глаза хищников, что помогает отпугивать птиц и других врагов.

Жизненный цикл бабочки проходит в четыре этапа: яйцо, гусеница, куколка и взрослая особь (имаго). Этот процесс называется полным превращением. На стадии гусеницы бабочка активно растет, поедая листья растений в огромных количествах. У взрослых особей нет челюстей, и они питаются жидкостями, всасывая их длинным хоботком, который сворачивается в спираль, когда не используется. Бабочки могут учуять цветочный нектар или другие источники пищи на большом расстоянии. Их органы обоняния находятся не только на голове, но и на лапках.

Ещё несколько десятилетий назад в скверах и парках нашего города, по берегам рек, в садах, окрестных полях, лугах и на лесных опушках можно было наблюдать огромное количество этих изумительных, увлекающих своей красотой, порхающих насекомых. Исчезновение бабочек в определенной местности часто говорит о загрязнении и разрушении экосистемы.

Часть коллекции бабочек представлена в экспозиции музея в разделе «Природа нашего края».