ส่วนการศึกษาทรัพยากรชีวภาพและกายภาพ ในธรรมชาติจริงนอกเหนือจากการชมตัวอย่างในพิพิธภัณฑ์ธรรมชาติวิทยาเกาะและทะเลไทยแล้ว ก็จะต้องลงเรือข้ามไปยังเกาะแสมสาร ซึ่งได้จัดไว้เป็นเส้นทางศึกษาธรรมาจิ ( Nature Trail ) สวนพฤกษศาสตร์ ป่าชายเลน และบ่อแสดงพันธุ์สัตว์น้ำ ทั้งนี้ การเข้าชมในส่วนนี้จะเป็นไปอย่างจำกัด เฉพาะนักวิจัย เยาวชนผู้ด้อยโอกาส และบุคคลที่มีเหตุผลสมควรในด้านการศึกษาตามพระราชดำริ
             เส้นทางศึกษาธรรมชาตินี้ สมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี ได้เสด็จพระราชดำเนินเยี่ยมมาครั้งหนึ่งแล้ว เมื่อคราวเสด็จฯ ทอดพระเนตรความคืบหน้าในการดำเนินงานโครงการอนุรักษ์พันธุกรรมพืชอันเนื่องมาจากพระราชดำริฯ กองทัพเรือ  ที่เกาะแสมสาร ครั้งล่าสุดเมื่อวันที่ 27 กันยายน พ.ศ.2545 โดยได้ทอดพระเนตร  พืชพรรณไม้เกาะแสมสาร  เช่น ชำมะเลียงป่า จำปีแขก เปล้าใหญ่ มะค่า ถอยเก็บเครือ  สังคมของป่าพลอง และพรรณไม้ท้องถิ่นที่มีพืชหลัก คือ แสมสาร สะเดา หยี เกด มะค่า ทรงสนพระทัยในวิธีการชะลอความชุ่มชื้นด้วยฝายแบบที่เรียกกันว่า Check Dam อันเป็นผลให้ป่าดิบแล้งเกิดความชุ่มชื้นขึ้นได้จนสามารถปลูกเฟิร์นกับพันธุ์ไม้ชื้นหลายชนิด  นอกจากนี้ยังสนพระทัยในชีวภาพที่ค้นพบตามเกาะ  เช่น หอยนกขมิ้น สัตว์เลื้อยคลานที่สวยงาม  นกหายากหลายชนิด หินแร่  และฟอสซิล ในโอกาสเดียวกันนี้ได้ทรงทอดพระเนตรจุดก่อสร้างพิพิธภัณฑ์ธรรมชาติวิทยาเกาะและทะเลไทย บนฝั่งบริเวณเขาหมาจอ จากกล้องส่องทางไกลบนยอดเนินเขาเกาะแสมสารด้วย
            พิพิธภัณฑ์ธรรมชาติวิทยาเกาะและทะเลไทยที่จะเกิดขึ้นในเร็วๆ นี้ เป็นสิ่งหนึ่งที่ทหารเรือภาคภูมิใจ ที่ได้มีส่วนสำคัญในการร่วมสร้างจิตสำนึกแก่เยาวชนในด้านการอนุรักษ์ทรัพยากรธรรมชาติทางทะเล อันจะเป็นประโยชน์ต่อประเทศในภายภาคหน้า และเป็นการสนองพระราชกระแสของสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี ที่อัญเชิญมากล่าวไว้เบื้องต้น รวมทั้งพระราชกระแสที่ทรงพระราชทานแก่ผู้บัญชาการทหารเรือ เมื่อปี พ.ศ.2544 ความว่า

" ทหารเรือทำงานนี้เพื่อความมั่นคงของประเทศ"