Το 1992 συστήθηκε το Ίδρυμα Κωνσταντίνου και Μαρίας Ζημάλη με κύριο σκοπό την δημιουργία του μουσείου Φυσικής Ιστορίας Αιγαίου και την στέγαση του Παλαιοντολογικού Μουσείου που υπήρχε από το 1967 κοινότητα των Μυτιληνιώνα.Τα απολιθώματα που φιλοξενούνται στις προθήκες του Μουσείου ανήκουν σε ζώα που έζησαν στο νησί και ειδικότερα στην περιοχή του χωριού Μυτιληνιοί πριν από 8-10 εκατομμύρια χρόνια. Η εποχή αυτή ονομάζεται στη γεωλογική ορολογία Τουρόλιο ..Από τα σημαντικότερα εκθέματα του μουσείου είναι το Σαμοθήριο, μια μοναδική στον κόσμο καμηλοπάρδαλη μήκους πέντε μέτρων και ύψους τριών μέτρων, καθώς και το καπλάνι, ένα αιμοβόρο αιλουροειδές που ζούσε στη Μικρά Ασία και το οποίο αναγκάστηκε να κολυμπήσει ως τη Σάμο για να σωθεί είτε από πυρκαγιά είτε από πλημμύρα του ποταμού Μαίανδρου .Επίσης, στο μουσείο υπάρχει ένας κυνόδοντας που ανήκε στον Μαχαιρόδοντα, ένα από τα πιο επικίνδυνα ζώα που έζησαν πάνω στη γη και λέγεται ότι ήταν ο πρόγονος του σημερινού Ασιατικού λιονταριού και τίγρης.Στο τμήμα της θαλάσσιας ζωής εκτίθενται περίπου 500 όστρακα από την Ελλάδα και τον κόσμο και ομοιώματα ψαριών ,επίσης και χαρακτηριστικά μοντέλα πλοίων του Αιγαίου (τρεχαντήρι, σφουγγαράδικο)..Μία βιτρίνα είναι αφιερωμένη στον Σάμιο θαλασσοπόρο Νίκο Βαρτζίκο (1932-2005), ο οποίος ήταν ο πρώτος Έλληνας ιστιοπλόος που διέσχισε μόνος του τον Ατλαντικό και τη Μεσόγειο χωρίς σταθμό. Κάλυψε την απόσταση των 6500 μιλίων, με το ιστιοφόρο του, από το Νόρφολκ της Βιρτζίνια ως το Βαθύ της Σάμου σε 68 ημέρες.Στο μουσείο υπάρχουν, επίσης, φωλιές εντόμων και οστά ανάμεικτα με διάφορα πετρώματα, καθώς και ιππάρια ύψους 80 εκατοστών έως ένα μέτρο. Λέγεται ότι τα ιππάρια έζησαν 50.000.000 χρόνια πριν.
