Die ständige Ausstellung des Naturkundemuseums im Marstall befindet sich im Mitteltrakt des U-förmigen Marstall-Gebäudes im Unter- und Obergeschoss.

Sie befasst sich insbesondere mit der Natur des Paderborner Landes. Ein großes Reliefmodell zeigt die geographische Lage und Struktur der Landschaften um Paderborn (Eggegbirge, Senne, Lippeniederung, Delbrücker Land, Hellwegbörde, Paderborner Hochfläche).

Die Lebensräume Wald, Heide, Feuchtlebensräume, Landwirtschaftsflächen und Dorf- und Stadtbereiche werden mit Präparaten von jeweils typischen Tierarten vorgestellt. Aquarien und ein Beobachtungsbienenstock laden zum Entdecken ein. Es gibt viele Möglichkeiten, selbst aktiv zu werden, z.B. hört man auf Knopfdruck Stimmen verschiedener Tiere, einige Exponate dürfen angefasst werden, andere können mit Hilfe von Lupen oder Mikroskopen aus ganz ungewohnter Nähe betrachtet werden und an vielen Stellen gibt es für Neugierige Verborgenes zu entdecken. 

Beim Hinaufsteigen in das Obergeschoß unternimmt man symbolisch eine Reise durch die Erdzeitalter, bevor man die geologische Abteilung betritt. Hier werden vor allem Gesteine und Fossilien aus der Kreidezeit und der Saale-Eiszeit gezeigt, denn diese Erdzeitalter haben die ostwestfälische Region vornehmlich geprägt.

Im sogenannten "Publikumslabor" im Obergeschoss befinden sich zur Zeit der Mikroskopraum (Mikroskope, Tierstimmenquiz, heimische Schmetterlinge) und eine kleine Ausstellung über die Füße von Tieren.