Раздел «Водные ресурсы» рассказывает о самой крупной и единственной судоходной реке на территории края – реке Иртыш, которая берет начало в западных отрогах Монгольского Алтая на территории КНР. Перед посетителями представлен собирательный вид одного из участков водоема: потопленный берег Иртыша с характерной растительностью для этой зоны и ее обитателей. В области имеются 15 озер.

Посетитель знакомится с почвенным покровом, который представлен почвенной картой, почвенными монолитами, портретами ученых-почвоведов, изучавших почвы края: академика Прянишникова Л.Н., Прасолова Л.И., Неуструева С.С. и Глинки К.Д.

Экспозиция зала природы дает посетителю представление о растительном мире Восточно-Казахстанской области и знакомит с современным ландшафтом географических зон края, начиная с соснового бора, переходящего в степь, сменяющегося полупустыней, и заканчивая зоной предгорий и гор. Животный мир представлен чучелами птиц и животных: лось, косуля, бурый медведь, лиса, корсак, барсук, суслик и другие; из птиц: орел-могильник, степной орел, сокол-балобан, глухарь, тетерев, филин, реликтовая чайка, болотная сова и другие. В области обитает более 40 видов млекопитающих и встречается более 300 видов птиц.

Представлена видная коллекция насекомых, часть которых была подарена музею зоологом, ученым-исследователем Виктором Селевиным в 1883 году.