מוזיאון תולדות הטבע של קליבלנד מביא לחיים את מדעי הטבע. דיסציפלינות נחגגות כוללות ארכיאולוגיה, אסטרונומיה, בוטניקה, אנתרופולוגיה תרבותית, הפליאובוטניקה וזואולוגיה. בין המאפיינים המפורסמים ביותר שלה הם היכל ריינברגר של כדור הארץ ומערכות פלנטריות, היכן שגאולוגיה ואסטרונומיה משולבים, המאפשרים למבקרים לגעת בסלעים וולקניים או לחוות את הרעש של רעידת האדמה, ואת התערוכה של הפלנטריום ואסטרונומיה Shafran. המוזיאון מכיל גם אוסף נרחב של אבני חן.