Als wissenschaftliche Sammlung der Universität Rostock ist die Zoologische Sammlung Rostock dem Lehrstuhl für Allgemeine und Spezielle Zoologie zugeordnet und erfüllt Aufgaben in Forschung und Lehre. Teile der Bestände werden darüber hinaus der Öffentlichkeit zugänglich gemacht.
Ursprünge der Sammlung reichen bis 1775 zurück, als Oluf Gerhard Tychsen an der Friedrichs-Universität Bützow ein Naturalienkabinett begründete. Nach der Zusammenlegung der Universitäten Bützow und Rostock 1789 gelangten die Sammlungsstücke in das Akademische Museum im Weißen Kolleg in Rostock. 1844 erfolgte ein Umzug an den Universitätsplatz 1, begleitet von der Übernahme aus Teilen der großherzoglichen Sammlung aus Ludwigslust. Seit 1880 befindet sich der Bestand am Universitätsplatz 2, dem heutigen Standort. Im Erdgeschoss des Gebäudes wurde 2002 ein Ausstellungsraum eingerichtet.
Die Sammlung umfasst derzeit rund 140.000 Serien von Belegstücken mit deutlichen Schwerpunkten in der Biodiversitäts- und Evolutionsforschung. Umfangreiche Serien bestehen bei Wassermollusken (etwa 14.000), Borstenwürmern (ca. 2.500), Fischen (ca. 2.500), Vögeln (ca. 2.400), Skorpionen (rund 1.000) sowie bei Krebstieren (bisher etwa 1.000, im Ausbau). Ergänzt wird der Bestand durch spezielle Sammlungen, etwa Blattlauspräparate von F. P. Müller sowie Insektensammlungen (Coleoptera, Diptera) aus den Sammlungen von A. Raddatz, A. Wendt, S. Brauns und O. J. H. Karl. Zahlreiche Lehrmodelle gehören ebenfalls zur Sammlung; darunter die selten gewordenen Glasmodelle der Blaschkabrüder.
Als bekanntes Einzelobjekt bewahrt die Sammlung den Rostocker „Pfeilstorch“ von 1822, der als ältester belegter Nachweis für den Fernzug von Vögeln gilt.