La collection de Cnidaires regroupe 4 sous-collections : celle des Hydrozoaires (Hydraires, dont les plumes de mer, coraux dentelle ou Stylasteridae, coraux de feu ou Milleporidae), des Anthozoaires Octocoralliaires (coraux mous, gorgones, dont le corail rouge, et Pennatulaires), des Anthozoaires Hexacoralliaires (coraux noirs ou Antipathaires, anémones de mer ou Actiniaires, coraux durs ou Scléractiniaires tropicaux et profonds, Zoanthaires), enfin celle des méduses (Hydroméduses, Scyphoméduses et Cuboméduses). Toutes ces collections présentent un double intérêt, à la fois scientifique et historique.
La richesse des collections varie d'un taxon à l'autre. La variabilité des espèces de Scléractiniaires est la mieux illustrée (environ 20 000 lots). Viennent ensuite celle des Octocoralliaires (15 000 à 17 000 lots), celle des polypes d'Hydraires (environ 6000 lots), celle des Actiniaires (2000 lots) et, enfin, celle des méduses (moins de 2000 lots). À ce jour, approximativement 600 types d'Octocoralliaires, 300 types de Scléractiniaires, 180 types de polypes d'Hydraires et 50 types d'Actiniaires ont été identifiés. D'autres types restent encore à nommer à partir du matériel en collection.

La collection contient du matériel mort, polypes ou méduses entiers, squelettes entiers ou fragments (pour les Cnidaires coloniaux), lames histologiques d'anémones de mer, lames de portions de colonies d'Hydraires, lames minces et ultraminces de squelettes coralliens. Les échantillons sont conservés à sec, dans l'alcool ou dans le formol. De nombreux Hydraires et quelques gorgones sont rassemblés en herbier.
L'herbier Sébastien-Vaillant d'Hydraires et d'Octocoralliaires (1706-1707), qui a contribué au développement de l'originel Cabinet du Roy (Louis XIII), rassemble les plus anciens échantillons des collections de Cnidaires. Celles-ci contiennent une partie historique d'un intérêt considérable, telles les collections Péron et Lesueur, Savigny, Jean-Baptiste de Lamarck, Quoy et Gaimard, Valenciennes, H. Milne-Edwards et Haime.
Ces premières collections ont été enrichies par les expéditions naturalistes proches ou lointaines : l'expédition d'Égypte, l'expédition Baudin (1800-1804) aux terres australes (côte occidentale de l'Australie), l'Astrolabe (1837-1840), la campagne du Travailleur (dans le golfe de Gascogne en 1880), celle du Talisman (dans l'Atlantique en 1883), ainsi que les 2 expéditions antarctiques françaises du début du XX^e siècle, etc.
Les collections de Cnidaires sont exceptionnelles par la présence de spécimens anciens, mais aussi par leur couverture géographique de l'ensemble des mers du globe, y compris des provenances lointaines, rarement prospectées. Les collections récentes de Scléractiniaires, dont celles de Chevalier, sont remarquables, car elles sont accompagnées des annotations de terrain permettant de resituer l'échantillon dans son environnement.

L'ensemble des collections de Cnidaires trouve une application en recherche fondamentale et appliquée, dans les domaines de la systématique et de la biogéographie (constitution de séries entières). Les squelettes coralliens sont des enregistreurs des paramètres de l'environnement et les collections de coraux ont aussi un intérêt considérable en climatologie et paléoclimatologie. Les collections historiques permettent de constituer des séries temporelles, dont une application a été de retracer la périodicité sur 12 ans des pullulations de la méduse Pelagia noctiluca en Méditerranée. Enfin, elles servent aussi de support pour la muséologie.
Pour les Scléractiniaires, Chevalier a fortement contribué à accroître leurs collections jusqu'en 1981. Plus récemment, leur enrichissement s'est fait avec l'acquisition des collections de recherche de G. Faure (archipel des Mascareignes), M. Pichon (Tuléar, Madagascar) et la constitution de celles de M. Guillaume (sud de la mer Rouge). Cet accroissement a été important pour les Octocoralliaires avec les travaux de A. Tixier-Durivault (Madagascar, Viêt Nam, Nouvelle-Calédonie, côtes africaines, Biaçores). Depuis une trentaine d'années, les diverses campagnes dans l'Atlantique (Thalassa, Biogas...), le sub-Antarctique (M. Dufresne) et l'Indo-Pacifique (MD 32, Biocal, MUSORSTOM...) ont fortement contribué à l'enrichissement de ces derniers. Les récoltes de J. Goy en Méditerranée, au Brésil et en Australie, ont étoffé la collection de Méduses. Une collaboration internationale avec l'université du Texas est en cours afin d'établir l'inventaire des anémones du monde entier. Une autre collaboration, avec l'université de la Réunion, l'ESIM Montpellier et l'EPHE Perpignan, travaille à l'élaboration d'un système expert d'aide à l'identification des Scléractiniaires.
Les prêts, échanges et visites sont assurés par M.-J. d'Hondt (Octocoralliaires), D. Doumenc (Actiniaires) et M. Guillaume (Scléractiniaires).

Les bases de données sont destinées aux spécialistes. Le degré d'informatisation est variable : total pour les Actinies, d'environ 2,5 % pour les Scléractiniaires. L'intégralité des méduses est disponible sur listing et l'inventaire du matériel identifié des Octocoralliaires est consultable sur fichier papier.
Une bibliographie concernant l'ensemble des collections de Cnidaires et celle des Actiniaires est accessible sur le site du Muséum.