Colecția de osteologie a fost organizată în anul 1998, pornind de la o colecție de 100 de piese achiziționate în anul 1992 de la zoologul A. Fedorocenco (Ucraina) și câteva piese mai vechi (începând din anul 1964), realizate în timp de specialiștii muzeului. Colecția actuală este structurată pe două subcolecții, cranii de mamifere (264 de piese) și sternuri de păsări (439 de piese), și include exemplare ce aparțin unor specii de animale din fauna Dobrogei și Deltei Dunării (România și Ucraina). Speciile reprezentate în subcolecția de cranii fac parte din următoarele ordine și familii: Insectivora (Erinaceidae, Soricidae), Carnivora (Canidae, Felidae, Mustelidae, Ursidae), Artiodactila (Suidae), Rodentia (Muridae, Arvicolidae), iar piesele din subcolecția de sternuri aparțin ordinelor: Gaviformes, Podicipediformes, Pelecaniformes, Ciconiformes, Anseriformes, Charadriiformes, Columbiformes, Falconiformes, Coraciadiformes, Strigiformes.
