Wyróżnia się dużą stałą ekspozycją, która składa się z 3 sal wystawowych. W sali głównej prezentowane są zwierzęta występujące w Polsce, nawet te, których obecnie nie ma na Mazowszu Północnym. Ekspozycję rozpoczynają ssaki, w większości eksponowane pojedynczo. 

W niektórych przypadkach zaprezentowano więcej osobników danego gatunku, np. rodzinę dzików z małym warchlakiem albinosem, sarnę kozła i dwumiesięczną sarenkę oraz rodzinę tchórzy. Największym ssakiem znajdującym się na ekspozycji jest żubr, pięcioletni byk, podarowany do Muzeum Ziemi Zawkrzeńskiej przez dyrektora Białowieskiego Parku Narodowego w 1983 r. Dawniej nazywany zwierzęciem królewskim, gdyż otoczony był szczególną opieką królów polskich. Na ścianach znajdują się skóry zwierząt łownych oraz poroża, wśród których wyróżnia się piękny, odznaczony wieloma medalami, wieniec jelenia karpackiego.

Kolejną grupą zwierząt prezentowaną na wystawie są ptaki, które pokazane są w kilku podgrupach: ptaki szponiaste dawniej zwane drapieżnymi, ptaki pól i lasów oraz ptaki wodne. Wśród ptaków szponiastych wyróżnia się wielkością rozpostartych skrzydeł bielik, ptak należący do rodziny jastrzębiowatych, a nie jak się zwykle uważa orłowatych. Ma białą końcówkę ogona, którą uzyskuje po około 5 latach życia. Na ekspozycji znajdują się również sowy, dzięcioł zielony, perkozy dwuczube, czapla siwa, różne gatunki kaczek i wiele innych ptaków. W szczególnie ciekawy sposób zaprezentowano bataliony, pokazując samce tego gatunku w okresie toków. Wówczas samce w bardzo widowiskowy sposób walczą ze sobą. Wyróżniają się też unikatowym ubarwieniem tak, że nie ma dwóch identycznych osobników. 

Ekspozycję kończy kolekcja owadów, wśród których wyróżnić można ważki – owady drapieżne, różnokolorowe motyle wraz z ich gąsienicami, kolekcję chrząszczy, wśród których znajduje się nadobnica alpejska, kozioróg dębosz czy jelonek rogacz – największy europejski chrząszcz. Uzupełnieniem tej części ekspozycji jest przewodnik audiowizualny. Zwiedzający mogą posłuchać głosów większości ssaków i ptaków zgromadzonych na wystawie przyrodniczej.

W drugiej, najmniejszej sali działu przyrodniczego, najciekawszym eksponatem jest słoń leśny. Kości tego zwierzęcia zostały znalezione w 1982 r. podczas budowy ujęcia wody pod Ciechanowem. Najlepiej zachował się przód tego olbrzymiego ssaka. W czasie późniejszych badań naukowcy z Muzeum Ziemi PAN w Warszawie i Instytutu Geologicznego w Moskwie, stwierdzili, że kości te należały do 80-letniej słonicy. Słoń leśny był najpotężniejszym przedstawicielem słoniowatych. Żył 100 tysięcy lat temu w środkowym plejstocenie.

Na ekspozycji znajdują się również dwie czaszki turów. Pierwsza z nich została znaleziona w okolicach Szreńska w powiecie mławskim podczas prac melioracyjnych, druga w gminie Stupsk podczas prac związanych z modernizacją koryta rzeki Łydyni. Tur, wymarły ssak z rodziny wołowatych, był przodkiem bydła domowego. Żył w Europie od schyłku epoki lodowej do czasów historycznych. Ostatnia samica padła w 1627 r. w Puszczy Jaktorowskiej na Mazowszu. To właśnie puszcze Mazowsza przez wieki pozostawały prawdziwą ostoją tura.

W kolejnej, trzeciej części ekspozycji przyrodniczej zostały przedstawione zagadnienia dotyczące rzeźby terenu Północnego Mazowsza. Obrazują to, eksponowane w trzech gablotach, materiały naniesione przez lodowiec: żwiry, piaski, gliny, iły, otoczaki. Są też bryły rudy darniowej, surowca wydobywanego z podmokłych łąk służącego naszym przodkom do wyrobu żelaza. Na szczególną uwagę zasługuje gablota ze skamieniałościami, czyli szczątkami roślin i zwierząt oraz śladami ich działalności np. odciskami, wydrążeniami zachowanymi w naturalny sposób w skałach. Na ekspozycji znajdują się m.in. wymarłe głowonogi: amonity i belemnity, gąbki, odciski roślin oraz bursztyn. Niektóre okazy bursztynu są z inkluzjami.