La Sezione Naturalística de los Museos Cívicos de Bassano del Grappa conserva colecciones de historia natural antiguas y recientes. Las colecciones históricas, geológicas y botánicas, se remontan a los años de la fundación del museo, cuando el geólogo y naturalista bassanese Giambattista Brocchi, en 1828, dejó en donación a la Ciudad de Bassano por voluntad testamentaria, sus colecciones geo-paleontológicas, su biblioteca y sus manuscritos, para que naciera el Museo Cívico. También su discípulo y colaborador Alberto Parolini, botánico bassanese, donó al museo, a su muerte en 1867, sus colecciones geológicas, su herbario, su biblioteca y sus manuscritos. Este primer núcleo se amplió luego con el herbario del farmacéutico y botánico bassanese Giovanni Montini, colaborador de A. Parolini. En época reciente a finales del siglo pasado se añadieron, también por donación, las colecciones entomológicas de Ferruccio y Mario Meneghetti y, recientemente, la colección Luca Cites ha enriquecido el museo con una colección zoológica con numerosos mamíferos y aves. El museo posee además colecciones naturalísticas menores (en número, no importancia) de conchas (colección malacológica H. Nisters), libélulas, otros herbarios y una pequeña, pero importante, colección zoológica de mamíferos raros, pertenecientes a especies en vías de extinción, en depósito permanente por el Servicio Cites del Cuerpo de Agentes Forestales del Estado.

Las colecciones de historia natural, en particular las históricas, han experimentado a lo largo de los casi dos siglos desde la fundación del museo vicisitudes conservativas diversas, que van desde la valorización hasta el desinterés y total abandono y degradación, también debido a la tragedia del bombardeo sobre Bassano, en el cual también se vio involucrado el museo, durante la II Guerra Mundial. Las colecciones dañadas (los herbarios en particular) por los bombardeos y la subsiguiente negligencia en la conservación no han sido expuestas al público hasta la fecha.