Créé en 1889, c'est le musée le plus ancien du pays. Il est situé dans un splendide bâtiment construit en 1883, unique en son genre avec son style oriental, mauresque (architecte Tîganco). Dès sa fondation le musée devint un important centre scientifique et culturel de Bessarabie, reconnu en Europe. En 1931, il fut enrichi d'un jardin botanique, relatif aux trois types de zones de végétation du pays. En 1942 le jardin reçut un bassin peuplé de plantes et animaux aquatiques de diverses régions, y compris le delta du Danube. Un pavillon en bois datant de l'exposition agricole de 1889 existe toujours.

Les collections du musée regroupent plus de 135 000 pièces, parmi lesquelles des pièces géologiques, paléontologiques (pièces paléobotaniques et paléozoologiques, squelette complet de Deinotherium gigantissimum datant de 7 millions d'années), botaniques (herbiers dont un de la fin du XIX^e siècle), zoologiques (animaux naturalisés), archéologiques (paléolithique, Antiquité, époque médiévale), numismatiques (14 000 pièces de l'Antiquité à nos jours) et ethnographiques (textiles, tapis, poteries, costumes, outils, objets d'artisanat populaire). Le musée comporte une salle appelée « Casa Mare », reconstituant la pièce principale de la maison traditionnelle moldave, décorée dans un style rustique avec des tapis et autres ornements confectionnés manuellement. Une salle est consacrée aux traditions liées aux cérémonies de mariage et une autre aux costumes populaires.