En el año 1952 se creó un gabinete para las clases de Ciencias, Física y Química, destinado para los estudios superiores, en el colegio de los Padres Carmelitas en Onda. En 1957 se duplicó su extensión y se abrió al público. En 1962 se habló de un anteproyecto para un nuevo Museo, que albergara los contenidos que a lo largo de los años habían ido coleccionando los Padres Carmelitas y que se emplazó en los terrenos que los propios Padres Carmelitas disponían anexos al Convento y a la Iglesia. A finales de 1963 se comenzaron las obras y el nuevo Museo empezó a funcionar en 1965.
El Museo se encuentra en un edificio dividido en tres plantas y con un gran espacio común en el centro.
En la planta baja podemos encontrar treinta y dos vitrinas con la fauna del mundo excepto las aves de tamaño menor que se encuentran en la planta primera. En esta planta baja, además, encontramos la biblioteca y sala de exposiciones temporales, el aula de proyecciones y un aula, con capacidad para sesenta personas, en la que se llevan a cabo charlas, proyecciones audiovisuales, audiciones y clases específicas.
En la primera planta, junto a las aves de pequeño tamaño, podemos encontrar otras secciones de Osteología, Anatomía, Malacología (moluscos), Oología (huevos), Fitopatología, Entomología y Botánica.
La segunda planta nos muestra un estudio de la materia, la formación del universo, la tierra, evolución hasta formar la vida y evolución de ésta hasta hoy.
Esto es todo lo que podemos descubrir en nuestra visita a la Colección de Ciencias Naturales "El Carmen": más de 2.000 especies de mamíferos, aves, peces, reptiles, crustáceos y batracios. Asimismo, una sección de invertebrados con cerca de 5.500 especies, más de 1.500 plantas en los herbarios, 3.500 minerales, más de 500 fósiles, e igual número en la sección de Malacología. Medio centenar de piezas anatómicas y otro tanto en la sección de Osteología.