Первая экспозиция, посвященная природе Среднего Урала, была открыта в Нижнетагильском краеведческом музее в 1929 году. В 1937 году в музее появился отдел природы. Его фонды формировались в результате собирательской и экспедиционной работы сотрудников музея, а также за счет поступлений от различных предприятий, организаций и частных лиц.
Впоследствии на базе отдела природы был создан современный Музей природы и окружающей среды, являющийся составной частью Нижнетагильского музея-заповедника «Горнозаводской Урал».
Экспозиция музея состоит из отдельных тематических выставок, занимающих помещения Верхних провиантских складов, являющихся памятником архитектуры конца XVIII - начала XIX веков.
В нижнем этаже здания развернуты выставки, рассказывающие о подземных богатствах края. Выставка «Каменная летопись Тагильского края» посвящена истории открытия месторождений нашего района. В этом разделе экспозиции можно узнать об открытии, изучении и разработке месторождений самоцветной полосы Среднего Урала. В комплексе, посвященном открытию железорудных месторождений края, представлена уникальная карта горы Высокой 1757 года с указанием ее раздела между тремя сыновьями Акинфия Демидова.
Значительная часть выставки посвящена Меднорудянскому месторождению меди. Здесь представлен макет меднорудянской шахты, уникальная глыба малахита весом 500 кг и образцы разновидностей малахита и изделий из него.
Далее рассказывается о разработке золотых и платиновых россыпей. Здесь представлены шлихи золота и платины, образцы демантоидов и муляжи крупных платиновых самородков, найденных в россыпи Соловьева лога.
На выставке «Камень, рождающий металл» показаны руды и минералы железорудных месторождений России. Завершает «каменную» часть экспозиции музея выставка «Многоликий кремнезем», где можно познакомиться с разновидностями кварца и другими многочисленными проявлениями кремнезема в природе.
В залах второго этажа музея развернута экспозиция, посвященная живой природе и человеку. Выставка «Животный мир Урала» знакомит с различными видами животных и птиц. На выставке «Экология и природа Нижнего Тагила» можно узнать об особенностях городских ландшафтов и экологических проблемах города и Горноуральского городского округа.
Музей работает с 10.00 до 17.00, выходные - понедельник, вторник.