Zu dem Museum gehört eine zweite Dauerausstellung, das Tiermuseum. In Landschaftsdioramen aus der Zeit um 1930 sind über 100 verschiedene Tierarten außereuropäischer Herkunft zu sehen. Diese Sammlung von Tierpräparaten wurde von 1928 -1933 vor allem von Alois Brandmüller, einem Alfelder Lehrer, zusammengestellt. Die Sammlung ist Zeugnis dafür, dass die Kleinstadt Alfeld zu Beginn des 20. Jahrhunderts Teil globaler Handelsnetzwerke war, denn zwei weltweit agierende Tierhandelsunternehmen (C. Reiche und L. Ruhe KG) hatten ihren Sitz in der Stadt. Die Entstehung der naturkundlichen Sammlung steht sehr wahrscheinlich in Zusammenhang mit der Geschichte des Tierhandels in der Stadt, die ebenfalls im Museum thematisiert wird. Eine Sammlung von Ethnographica, die vermutlich ebenfalls aus denselben Kontexten stammt, wird im Museumsdepot verwahrt.