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Na vertente de investigação, o Departamento de Ciência e Recursos Naturais está envolvido em vários projectos de investigação. Neste momento, a maioria dos projectos desenvolvem-se na área da biologia marinha e os restantes na área da biologia terrestre. Para além dos projectos de investigação, mantêm-se outros de longa duração, como sejam o inventário da fauna marinha do Arquipélago, envolvendo investigadores de outras instituições e o herbário da flora da Madeira. O Museu é sócio fundador do IMAR - Instituto do Mar, associação que envolve Universidades, laboratórios e investigadores portugueses ligados às ciências do mar e que se dedica aos estudos de biologia marinha e oceanografia. A Estação de Biologia Marinha do Funchal é ainda membro da rede Europeia de Estações de Biologia Marinha.
O Departamento de Ciência, através do Museu de História Natural do Funchal e da Estação de Biologia Marinha do Funchal, está actualmente envolvido em vários projectos no âmbito do Programa de Cooperação Transnacional – MAC, co-financiado pelo FEDER: MARPROF, MARPROF-CV, GESMAR, BANGEN, MOSQIMAC.
As colecções científicas compreendem a exposição permanente do Museu de História Natural do Funchal e as colecções de referência que se encontram distribuídas pelo edifício da Rua da Mouraria e pela Estação de Biologia Marinha do Funchal. Actualmente as colecções ascendem a mais de 40.000 registos, correspondendo a mais de 100.000 exemplares, de todos os grupos biológicos e geológicos do arquipélago da Madeira, em particular e da Macaronésia, em geral.