本館是一個具有內陸荒漠干旱區區域特色、涉及生態學和地理學兩大學科，集合相關基礎研究、標本保藏與科普教育基地的多功能科學博物館。 本館於20世紀50年代在中國科學院新疆綜合科學考察隊的工作基礎上建立。自1956年中國科學院新疆分院成立，即開始以新疆為代表的中國內陸干旱區生物、土壤標本采集、館藏，迄今已有53年歷史。館藏包括植物、動物、微生物、土壤等多學科標本約12萬余號，是我國西北地區館藏標本種類、數量最多的綜合性標本館之一，在國際、國內均具有典型的區域代表性。
現藏於本館、我國現今僅存的兩份鹽桦標本（betula halophila chi ng ex p. c. li）為新疆植物特有種,國家二級保護植物，采於新疆阿勒泰縣境內，極為珍貴。采集編號為2956的擬百裡香（thymus proximus serg.）標本為綜考會劉慎鄂先生1931年7月30日采於新疆迪化白楊溝，是本館所收集的最為久遠的標本。在館藏的標本中，還有數十號模式標本和許多單型科、屬及少型科、屬的物種標本；此外還包括特有物種、國家級重點保護珍稀瀕危物種標本近200種。先後研究發表有關專著33部，論文70余篇；有關獲獎成果40多項。
