La raccolta di mammiferi marini include oltre 140 esemplari, in gran parte non esposti. Il fiore all’occhiello è costituito da uno scheletro di balenottera comune lungo 15 metri, recuperato presso Piombino e montato nella corte interna. Altri reperti molto interessanti sono rappresentati da esemplari naturalizzati di tursiope e grampo, un feto di stenella in alcool e uno scheletro di cogia di Owen, appartenente al primo esemplare di questa specie rinvenuto nel Mediterraneo.
