Gli animali privi di una colonna vertebrale o di uno scheletro interno sono detti invertebrati: sono organismi molto diversi tra loro che spaziano da spugne, coralli e molluschi a granchi, ragni e scorpioni.

Le vetrine della Sala 10 espongono campioni e modelli fornendo informazioni sistematiche, anatomiche, biologiche ed ecologiche sui principali gruppi di questi animali.
Le prime teche sono dedicate a poriferi (spugne), celenterati (coralli e meduse) e agli organismi vermiformi.
Seguono numerose vetrine che descrivono dettagliatamente il mondo dei molluschi utilizzando soprattutto le loro conchiglie. Si passa poi agli artropodi con alcune teche per aracnidi (ragni e scorpioni), miriapodi (centopiedi e millepiedi) e crostacei (gamberi e granchi).

La sala 11 illustra molteplici aspetti della biologia, dell'ecologia e della sistematica degli insetti, oltre alla storia della disciplina che li studia: l’entomologia. 

Le vetrine sono corredate da oltre 3000 esemplari preparati a secco e da illustrazioni, insieme ad modelli ingranditi in resina o cera di alcune specie di piccole dimensioni, che consentono di mostrarne i dettagli.

Una serie di vetrine è dedicata in particolare all'anatomia, alla morfologia, allo sviluppo e alla riproduzione ai modi di vita degli insetti, illustrandone anche i rapporti con l’uomo.
La parte sistematica mostra i principali ordini e le principali famiglie di insetti, esponendo numerose specie significative o spettacolari. La parte ecologica è arricchita da diversi piccoli diorami che contengono numerosi esemplari inseriti nel loro ambiente.
Altre vetrine illustrano alcuni aspetti particolari dell’entomologia come gli insetti sociali, gli insetti delle case e delle derrate, oltre alle tecniche di raccolta e conservazione degli insetti.