L'expertise au Muséum concerne deux grands champs d'action.
1. Inventaires, suivi de la biodiversité, gestion des espèces et des espaces.
Dans ce domaine l'expertise est réalisée à partir de la connaissance acquise sur le patrimoine naturel, tant vivant que passé.
2. Gestion des conventions.

L'Etat a délégué au Muséum la gestion des procédures de réponse à des engagements nationaux ou internationaux qui font l'objet de conventions. Ces engagements nécessitent l'avis d'experts. Le rôle du Muséum est, à ce niveau, d'assurer la coordination des réponses, leur synthèse et leur transmission.

Suivant les niveaux et l'origine des sollicitations, on peut distinguer trois grands types d'expertises :
- l'appui technique aux politiques de l'Etat, des régions et des établissements publics qui consiste à mettre à disposition des informations, des protocoles d'évaluations en vue de la prise de décisions sur le patrimoine naturel (on citera par exemple le programme Natura 2000 pour lequel le Muséum est l'organisme de référence du Ministère de l'Ecologie et du développement durable),
- les expertises ponctuelles, sur des sujets parfois " brûlants ", comme les conséquences d'une marée noire sur la survie de la faune ou la flore, l'impact de l'implantation d'éoliennes sur le patrimoine naturel...,
- les demandes individuelles non institutionnelles qui concernent aussi bien l'expertise des graines livrées à un parfumeur, la détermination d'un crâne trouvé dans une sépulture située sur le tracé d'une route...
Dans tous les cas l'Etablissement se doit d'apporter une attention particulière à ce secteur d'activité car bien souvent il est fait appel au Muséum un peu comme à une " cour d'appel " pour les connaissances sur la nature....