Iniziato verso la metà del XVI secolo, l'allestimento del museo assorbì buona parte delle energie del naturalista bolognese.
Una completa e ordinata raccolta di animali, piante e minerali, costituita da pezzi reali o da una loro raffigurazione, rappresentava per Aldrovandi uno strumento assolutamente indispensabile nella sua attività di ricerca e di insegnamento presso l'Università.
Sul finire della propria esistenza Aldrovandi poteva dichiarare con orgoglio di possedere 18.000 "diversità di cose naturali" e 7000 "piante essiccate in quindici volumi".
Un museo di notevoli proporzioni, del quale erano parte integrante i 17 volumi che raccoglievano migliaia di raffigurazioni di animali, piante, minerali, e mostruosità umane e i 14 armadi, le Pinacoteche, contenenti le matrici xilografiche tratte da parte di tali raffigurazioni.

Sul museo e la mostra è stato pubblicato un volume, a cura di Raffaella Simili, intitolato Il teatro della natura di Ulisse Aldrovandi (Bologna Editrice Compositori, 2001).