Музейная коллекция «Декоративно-прикладного искусства» включает 333 предмета. В её составе предметы из керамики, стекла, фарфора, фаянса, природных материалов. Это вазы, декоративные тарелки, народные игрушки, аппликации, ёлочные игрушки, декоративные панно, рельефы и прочее. Техника их исполнения различна: литьё, лепка, обжиг, гончарное производство, стеклодувное дело, черно-дымлёная керамика и другое. Зооморфные мотивы росписи и анималистическое направление в исполнении фигур и изделий соответствуют тематике естественно-научного музея. Датировка коллекций различна — от 1930-х годов до настоящего времени.

Основу собрания составляет большая коллекция русских народных глиняных и деревянных игрушек, игрушек-свистулек, изготовленных в Каргополе, Торжке и селе Абашево Беднодемьяновского района Пензенской области, в слободе Дымково близ Вятки (ныне территория Кирова). Игрушки представляют собой небольшие по размерам фигурки растений, грибов, животных; их особенность — сатирический характер. В собрании много сюжетных композиций: «Сорока кашку варила, деток кормила», «Гриб пошёл за грибами», «Заготовка дров в лесу», «Конь тяни-толкай», «Лошадка с выездом» и другие. Среди авторов такие известные российские мастера, как Т. А. Воронина, С. М. Кононова, У. И. Бабкина, Т. С. Водяницкая.

Интерес представляют и декоративные сосуды в виде животных, выполненные в технике черно-дымлённой керамики.

Собрание фарфора Биологического музея представлено изделиями крупнейших фарфоровых заводов России и бывшего СССР — ЗАО «Объединение Гжель», Конаковского фаянсового завода, ЗАО «Фарфор Вербилок» (Дмитровский фарфоровый завод), Ленинградского фарфорового завода «Чайка». Это сосуды, вазы, фигуры животных. Все предметы — авторские работы, изготовленные с применением характерных художественно-стилевых особенностей и соответствующих технологий. Особо ценными являются декоративные скульптуры и композиции анималистических мотивов, созданные П. М. Кожиным ещё в 1930—40-х годах.

Разнообразие предметов ДПИ, их яркость, уникальность позволяют использовать эти произведения искусства на многих музейных выставках.