Экспозиция «Удивительный мир бабочек» имеет в основе коллекцию Анны и Дмитрия Протопоповых, которую авторы собирали в течение 17 лет.
Всего здесь представлено около тысячи бабочек, значительная часть из них обитает на Южном Урале. Среди самых интересных экземпляров – махаоны, аполлоны, парусники. Всего по данным энтомологов на территории области существует более трех тысяч видов бабочек.
Региональную часть коллекции дополняют экзотические экземпляры из Австралии, Африки, Южной Америки.