Το μουσείο Φυσικής Ιστορίας της Ρόδου ιδρύθηκε και λειτουργεί στο χώρο της Κοιλάδας των Πεταλούδων με πρωτοβουλία του Δήμου Πεταλούδων.
Στεγάζεται σ’ ένα από τα ανακαινισμένα και κατάλληλα διαμορφωμένα ιταλικά κτίρια του 1930. Δίνει στον επισκέπτη τη δυνατότητα να συνδυάσει την απόλαυση ενός περιπάτου στην καταπράσινη κοιλάδα με μια υπεύθυνη επιστημονική ενημέρωση σχετικά με τη χλωρίδα και τη πανίδα του μοναδικού αυτού βιότοπου.
Τα εκθέματα παρουσιάζονται σε προθήκες που αναπαριστούν τις συνθήκες του φυσικού περιβάλλοντος. Ανάμεσα στα άλλα εκθέματα ο επισκέπτης του μουσείου μπορεί να δει ενδημικά και σπάνια είδη που ζουν στην ευρύτερη περιοχή της κοιλάδας, καθώς και ορυκτά και πετρώματα από διάφορες περιοχές της Ελλάδας.
Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει το εκκολαπτήριο – εκθετήριο πεταλούδων, με ζωντανά εκθέματα, τα οποία αναπαράγονται και συντηρούνται στο ειδικό θερμοκήπιο που έχει δημιουργηθεί στο κήπο του μουσείου.
Επίσης, στο χώρο του μουσείου λειτουργεί βιβλιοθήκη και ένα σύγχρονο εντομολογικό και βοτανολογικό εργαστήρι.
Το μουσείο συντελεί στην οικοτουριστική ανάπτυξη της περιοχής κι αποτελεί ένα σημαντικό κέντρο περιβαλλοντικής εκπαίδευσης, ενημέρωσης, επιστημονικής έρευνας και μελέτης των τοπικών οικοσυστημάτων.