展示與教育活動是觀眾與博物館互動的介面，然而博物館的核心工作——蒐藏與研究，卻往往隔著厚厚的牆門而不易被觀眾看到。為讓觀眾對博物館的蒐藏與研究有更深一層的認識，本館於92 年7 月17 日開始，將原來的館史室改為「蒐藏秘室」，介紹研究人員的研究成果，如表彰創館館長漢寶德教授命名的新種蜥蜴「漢氏草蜥」、地質學組研究員所發現的新恐龍、動物學組對海星生殖模式的發現，以及人類學組在臺中市惠來里的考古發現等。此外秘室內也展出多樣的標本蒐藏形式。