Зоологический музей основан в 1887г., когда началось поступление фондового материала. В основу легли сборы животных Северного Ледовитого океана, произведенные экспедицией известного полярного исследователя и ученого Нильса Адольфа Эрика Норденшельда во время сквозного плавания из Атлантического в Тихий океан на пароходе «Вега». За это беспримерное плавание и изучение северных морей он был удостоен высшей награды Русского Географического общества – Золотой константиновской медали.
Высшей ценностью отличалась и пожертвованная музею серийная научная коллекция шкурок птиц из Кульджи и Семиречья генералом - губернатором степного края России Герасимом Алексеевичем Колпаковским, а также пожертвованная Санкт-Петербургским меценатом Сидоровым коллекция бабочек из Скандинавии и окрестностей Санкт-Петербурга.
Одновременно под руководством первого сибирского профессора зоологии Н.Ф.Кащенко, было положено начало сибирским сборам, в классическом для зоологических музеев варианте, с эпицентром сборов в районе Томска. Так была заложена основа крупнейшего азиатского собрания животных в научных коллекционных фондах России. Сейчас основу собрания составляют коллекции с территории Западной Сибири, Алтая, Казахстана и Монголии, а также некоторых мест Восточной Сибири и Приморья. Со временем возрастает и ценность собрания животных с других континентов Земли, за счет глобально редких видов как, например, гаттерии, киви, совиного попугая, сатира и др., которая есть в коллекции музея.
Фонды Зоологического музея Томского университета имеют более чем 100-летнюю историю формирования. Первые музейные предметы начали поступать в Томск в виде пожертвований еще в период строительства университета: коллекции птиц и млекопитающих Центральной и Восточной Азии И.Ф. Каменского и Г.А. Колпаковского, морских беспозвоночных Ледовитого океана Н.А.Э. Норденшельда и др.
С 1888 г., после открытия университета, под руководством первого сибирского профессора зоологии Николая Феофановича Кащенко начинается период планомерного пополнения фондов, связанного с научным изучением фауны Сибири. Экспедиционную работу и исследования проводили такие известные ученые, как профессора Г.Э. Иоганзен, М.Д. Рузский, В.В. Сапожников, Г.Х. Иогансен, С.У. Строганов, имена которых вписаны в историю становления и развития музея. В дальнейшем собрание музея пополнялось в результате научных исследований зоологов университета, оно включает различные формы хранения зоологических коллекций – чучела, тушки, шкурки, влажные препараты, скелеты, микропрепараты.
В настоящее время в музее имеются коллекции млекопитающих, птиц, земноводных и пресмыкающихся, рыб, низших хордовых и беспозвоночных животных. Фонды используются для учебной, научной и просветительской деятельности музея.
Значительная часть коллекций расположена в фондохранилищах музея и предназначена для использования в научных и учебных целях. Экспозиция, открытая не только для исследователей и студентов университета, но и для широкого круга гостей, знакомит посетителей с разнообразием животного мира в целом, а также с представителями региональной фауны – фауны Сибири.