אוסף היונקים מכיל מעל ל-12,000 פריטים, המייצגים כ-500 מינים. רוב המוצגים (כ-80%) הם מישראל. כ-1,000 פריטים הם של יונקים ממצרים, בעיקר מסיני. 35 מינים של יונקים ישראלים מיוצגים באוסף על ידי יותר ממאה פריטים כל אחד, כולל מינים מסדרות העטלפים, המכרסמים, הטורפים, השפנאים, מכפילי הפרסה ואוכלי החרקים. יונקים ימיים מקומיים ומינים נודדים מיוצגים גם הם באוסף. 

באוסף נמצאים גם כמה מהפרטים האחרונים של יונקים שנכחדו מישראל במהלך המאה ה-20: פרטים של אייל הכרמל Capreolus capreolus שנאספו בכרמל בשנת 1895 ובשנת 1902 בהר הכרמל; פרט של דוב חום Ursus arctosשאסף ישראל אהרוני בהר החרמון; ונמר הגליל Panthera pardus tullianaהאחרון – פרט זקן שנאסף ב-1965. אוסף נוסף בעל ערך היסטורי הוא האוסף של ישראל אהרוני, בעיקר מתחילת שנות ה-30. 

באוסף היונקים נמצאים גם שני מינים של יונקים אנדמיים: מריון החולות Meriones sacramentiשנמצא כנראה גם בסיני (יותר מ-50 פרטים באוסף), וחדף הרמון. פריטי חדף החרמון כוללים גם את הפרט שעל פיו הוגדר המין כולו ( Type). בשנים האחרונות עודכנו רוב המיקומים הגיאוגרפיים שבהם נאספו הפריטים באוסף.

אוספים