Esta pesquisa toma por base o paradigma qualitativo-interpretativo e visa compreender a educação ambiental em um contexto institucional, como é o museu de história natural, por meio da análise das ações educativas desenvolvidas por dois museus no sul do Brasil, em 2018. Para tal, foi realizado um estudo de caso em dois museus e foram aplicados diferentes métodos de coleta de informações, como entrevistas, observação e revisão de documentos. A pertinência da pesquisa justifica-se nas proporções que a educação ambiental vem atingindo como parte do serviço educacional dos museus de história natural e na pouca informação disponível sobre o tema. O referencial teórico foi construído no cruzamento de áreas do conhecimento como a museologia e a educação ambiental, permitindo a contextualização do objeto de pesquisa e a utilização de teorias, modelos e concepções para a análise de ações educativas. Em termos gerais, os resultados revelam que a educação ambiental nos museus é percebida no tratamento de problemas ambientais que causam a perda da biodiversidade, no âmbito de atividades educativas voltadas ao público escolar, como visitas mediadas ou orientadas. Essas atividades são realizadas principalmente por estagiários e voluntários, a partir do aprendizado dos conteúdos das exposições e pela observação e imitação dos mais experientes. Identificou-se, também, nas ações educativas, a presença do modelo de comunicação de transmissão, como também o modelo de educação didático-expositivo, apontando em consequência a existência de uma museologia de coleções. Neste cenário se identificou a socialização das representações do meio ambiente biocéntrica, ecocéntrica e antropocêntrica como também o tratamento de problemas ambientais em sua dimensão biofísica, elementos que apontaram à presença das correntes naturalista e conservacionista da educação ambiental.