Музей обладает уникальной ботанической коллекцией. Единственный по своей полноте "Гербарий флоры Забайкальской области" был собран действительным членом Читинского отделения Приамурского отдела ИРГО Георгием Андреевичем Стуковым в Нерчинском, Нерчинско-Заводском и частью Верхнеудинском округах. Гербарий состоит из 1650 экземпляров, заключающих 652 вида растений. Имеется систематический каталог, к которому прилагается общий обзор флоры Забайкалья.

В 1908 г. в связи с Агинской экспедицией, предпринятой ЧО ПО ИРГО, Г.А. Стуков собрал гербарий Агинской степи в трёх экземплярах, свыше 500 видов каждый. Один экземпляр гербария был обработан известным ботаником, директором ботанического сада в Петрограде И.В. Палибиным. При этом Палибин выделил вид, ранее науке неизвестный и описал его под наименованием Остролодка Стукова. В результате обработки материалов были изданы "Труды Агинской экспедиции", в состав которых входил раздел "Растительный мир" - лучшая и последняя работа Г.А. Стукова по ботанике.В ноябре 1914 г., с переездом в новое здание, музей стал получать от разных лиц целые коллекции и отдельные предметы. В это время от В.И. Союзова был получен гербарий растений, собранных в Зун-Холбо. Обработкой, определением и составлением систематических каталагов гербариев занимались В.И. Союзов, И.С. Шетминцев, Пигит.