Herpetologická kolekce obsahuje zástupce prakticky všech významných a biologicky zajímavých skupin obojživelníků a plazů. V současnosti čítá přes 26 000 evidovaných sbírkových předmětů z celého světa. Jejím základem byl materiál věnovaný Národnímu muzeu r. 1818 hrabětem Hartigem. Nejstarší přesně datované sběry pocházejí od prvního samostatného kustoda zoologického oddělení A. F. Cordy (materiál z r. 1849) a dále od ředitele Národního muzea A. Friče, českého vlastence a mecenáše V. Náprstka a dalších významných českých osobností.

Podstatnou část sbírky tvoří početný materiál z bývalého Československa a dnešní České republiky, který představuje unikátní doklad vývoje a stavu fauny obojživelníků a plazů na našem území. Tento materiál slouží domácím studentům a výzkumníkům ke studiu herpetofauny České republiky a stál u zrodu významných publikací o fauně našich obojživelníků a plazů: např. Obojživelníci a plazi zemí českých (1949); Fauna ČSFR, Obojživelníci (1992); Fauna ČSFR, Plazi (1992); Atlas rozšíření obojživelníků v České republice (1994), Fauna ČR, Plazi (2015); Atlas obojživelníků a plazů České republiky (v tisku).

Zahraniční materiál je především výsledkem usilovné sběratelské a výzkumné práce muzejních kurátorů. Ta byla v minulosti zaměřena ponejvíce na dostupné oblasti Balkánu, Blízkého východu a severní Afriky. Dnes je soustředěna hlavně na centrální a východní Evropu, Středomoří, Blízký a Střední východ, tropickou Afriku a Jižní Ameriku. K budování celosvětové sbírky obojživelníků a plazů významně přispěly dary českých cestovatelů, nákupy soukromých sbírek a spolupráce se zoologickými zahradami.

K nejzajímavějším sbírkovým předmětům patří např. vyhynulý velescink kapverdský (Chioninia /Macroscincus/ coctei), bohatá kolekce vzácné a starobylé haterie novozélandské (Sphenodon punctatus) nebo obojživelníci a plazi přivezení E. Holubem z Afriky a E. S. Vrázem z Jižní Ameriky. Nejcennější je pak takzvaný "typový materiál", tedy jedinci, podle kterých byly popsány nové druhy. Ten spolu s dalším přesně určeným a evidovaným dokladovým materiálem je výsledkem dlouhodobé vědecké činnosti pracovníků herpetologického referátu zaměřené na studium a ochranu světové diverzity obojživelníků a plazů.