Die Entomologische Sammlung ist mit rund 1.25 Millionen Objekten, verteilt auf 44 Einzelsammlungen, die umfangreichste Sammlung von Museum Luzern. Sie enthält national und international bedeutende Sammlungen in erster Linie aus einem breiten Artenspektrum aus der Klasse der Insekten. Besonderheiten sind die wahrscheinlich grösste und aktuellste Nachtfaltersammlung der Schweiz sowie die weltweit massgebende Sammlung der Goldwespen. Weitere umfangreiche Sammlungsteile sind die Käfersammlung der Schweiz sowie weitere Sammlungen von Schmetterlingen, Wanzen und Zweiflüglern und anderen Vertretern diverser Insektenordnungen. Vereinzelte Gruppen anderer Gliederfüsser, nicht aus der Klasse der Insekten, namentlich aus der Gruppen der Spinnentiere und der Tausendfüssler sind ebenfalls der Entomologischen Sammlung angegliedert.