昆虫研究室では、現生昆虫、昆虫化石・遺体、クモなどの陸上節足動物の標本を管理しています。ほとんどは乾燥標本ですが、昆虫遺体・化石や幼虫などの一部は液浸標本、また微小昆虫などはプレパラート標本です。博物館を中心に活動している多くの市民サークルの協力により、その標本数は年平均１万点以上増加しつつあり、約130万点に及びます。
特色のあるコレクションは、美麗な世界の蝶類、約半数を占める甲虫類などですが、最近はハチ類・ハエ類の標本も増加してきています。特に、バッタなどの直翅類の標本は他の博物館では見られない見事なものですが、世界のハサミムシ類標本が最近加わり、直翅系昆虫のコレクションがますます充実してきています。
標本Total 1,308,187点（2023年現在）
（日本産 981,924点，外国産 326,263点）