北京自然博物馆位于首都南城中轴线上的天桥地区，前身是成立于1951年4月的中央自然博物馆筹备处，1962年正式命名为北京自然博物馆。北京自然博物馆是新中国依靠自己的力量筹建的第一座大型自然历史博物馆，主要从事古生物、动物、植物和人类学等领域的标本收藏、科学研究和科学普及工作。其曾先后被中央宣传部和北京市政府命名为“全国青少年科技教育基地”和“北京市爱国主义教育基地”，2009年被国家文物局评定为国家一级博物馆。
北京自然博物馆位于首都南城中轴线上的天桥地区，背靠世界文化遗产天坛公园，面对现代化的天桥演艺区，具有特殊的文化环境。她的前身是成立于1951年4月的中央自然博物馆筹备处，1962年正式命名为北京自然博物馆。
北京自然博物馆是新中国依靠自己的力量筹建的第一座大型自然历史博物馆，主要从事古生物、动物、植物和人类学等领域的标本收藏、科学研究和科学普及工作。本馆曾先后被中央宣传部和北京市政府命名为“全国科普教育基地”和“北京市科普教育、研发、传媒基地”，被联合国教科文组织中国组委会命名为“科学与和平教育基地”，2008年被国家文物局评定为国家一级博物馆。
北京自然博物馆占地面积15000余平方米，建筑面积21000余平方米，展厅面积10000余平方米。在北京自然博物馆的建筑中，最神秘的莫过于“田家炳楼”，这座由香港实业家田家炳先生和北京市政府共同投资兴建的标本楼蕴藏着321829件馆藏标本。许多标本在国内、国际上都堪称孤品，“来自中国的侏罗纪母亲”中华侏罗兽、完成全身羽毛颜色复原的赫氏近鸟龙、保存在我国的唯一的恐鸟标本等；还包括世界闻名的古黄河象头骨化石、长26米的巨型井研马门溪龙化石、中国唯一的恐龙木乃伊化石、北极熊、犀牛等。馆内还收藏着世界各国友好人士赠送给我国国家领导人的部分礼品标本，如科摩罗总统访华时赠送给江泽民同志的珍贵的拉蒂迈鱼标本、早年越南胡志明主席送给毛泽东同志的亚洲象标本、朱德同志转送的鳄鱼标本等各类礼品标本。其中比较珍贵的还有新西兰坎特伯雷国家博物馆赠送我国的恐鸟骨骼标本，这种地球上巨大的鸟已经于1885年在我们这个星球上灭绝，而这件标本也是保存在我国的唯一的恐鸟标本。
北京自然博物馆利用自身的优势定期举办有特色的科普活动。先后组织了19届北京市中小学生物知识竞赛，每年有近10万名学生参与，同时举办各类科普讲座、小小讲解员培训以及博物馆之夜、“科普车”等喜闻乐见的活动，深受小朋友们喜爱。
北京自然博物馆作为国家一级博物馆和全国青少年科普教育基地，一直秉承普及科学知识，服务社会公众的办馆理念，始终在做好标本收藏、科学研究、陈列展览和科学普及的基础上，努力利用自身的优势，开拓创新、锐意进取、不断把更多、更好的优秀作品呈现给观众朋友，为公益文化传播发挥积极引领作用。
古爬行动物
古爬行动物厅向观众展示了生物界两亿多年前的景观，并以总鳍鱼、鱼石螈、蚓螈和异齿龙为代表，演示了脊椎动物从水域向陆地发展的复杂过程。大厅中央展示了栩栩如生的恐龙骨架群，如中国人发现的第一条恐龙——许氏禄丰龙，体长达26米的井研马门溪龙，称王称霸的霸王龙，小巧玲珑的恐爪龙，背上布满剑板的沱江龙，威风凛凛的永川龙，展翅翱翔的翼龙，称霸海洋的鱼龙。多媒体电脑可以让观众欣赏到恐龙的原始埋藏状态，并通过“化石搜寻器”来体味古生物学家挖掘恐龙化石的艰辛和乐趣，从模拟地层演示中体会到地球沧海变良田式的重大地质变化过程......
古哺乳动物
哺乳动物是由拟哺乳动物演化而来的。由于其特有的恒温优势以及中生代湿暖潮湿的气候条件，哺乳动物得以复苏和大发展。该展厅馆分别详细介绍了长鼻类、奇蹄类、偶蹄类、食肉类、灵长类和被子植物的演化历程以及著名的山旺生物群。
在展厅中，观众可以看到阶齿兽的复原图和骨骼标本，它是恐龙绝灭后地球上同期最大的哺乳动物；可以欣赏到庞大的象类家族，包括赫赫有名的高4米长8米的黄河象和铲齿象。观众还可以欣赏到一件十分引人注目的标本：目前最早的被子植物化石——世界上第一朵花辽宁古果。
无脊椎动物的繁荣
“无脊椎动物的繁荣”展览重点讲述了化石的形成、生命的起源，寒武纪大爆发，无脊椎动物的繁荣等重大历史事件；清晰地展示了从原核生物到真核生物，从单细胞的原生动物到多细胞的后生动物，又历经二胚层阶段、三胚层阶段最后到脊椎动物起源的生命进化历程。
恐龙公园
在恐龙公园中观众可亲眼目睹庞大的峨眉龙躲在树林中，高抬着长长的脖子，够吃蕨类植物树顶端的嫩枝；一只小小的盐都龙，受到了食肉恐龙的威胁，钻到峨眉龙的肚子底下躲避危险；尽管地面危机四伏，天空上的翼龙悠闲地在空中滑翔；马门溪龙动着蟒蛇一样的脖子，极力想发出叫声，无奈它的脖子太长，就像今日长颈鹿一样，是个哑巴；更有凶猛的永川龙虎视眈眈地盯着巨大峨眉龙，伺机把它们作为美食；两只恐爪龙合力围攻一只甲龙，甲龙凭借身上的重甲，对贪婪的恐爪龙不理不睬。
植物世界
展览以大量的植物化石标本、植物科学复原图、植物复原景观和各类现代植物标本等全面系统地介绍了植物从其诞生开始，从低等植物至高等植物不断繁盛的演化过程，以及植物在人类生产生活中的重要地位和作用。
被子植物的繁盛与适应展厅分设两个部分，第一部分讲述了繁盛被子植物，分别展示了形态各异的叶、绚丽多彩的花和千奇百怪的果实/种子三个单元。第二个部分讲述了与其生存环境相适应的各类被子植物，选取了六种植被类型中的植物展出，包括热带雨林植物、红树林植物、荒漠植物、高寒植物、食虫植物和寄生植物。
人之由来
人之由来展览用图版、标本、多媒体、景观、投影及幻影成像等多种手段对所要探讨的内容进行了展示，每一种展示手段都蕴含着丰富的信息，都是对科学发现及科研成果的忠实体现。
此展览标本数量约为160余件，包括用以说明人类在自然界中位置的现生动物标本、距今一两千万年以前的人类可能的祖先——古猿代表、从地猿到现代人历经700万年间曾出现过的各个阶段的人类代表以及这些代表所制作的石器和所创造的文化艺术等。在此展览中，许多著名的古人类化石将与观众见面，其中包括极为罕见保存下来的生活在距今320万年前的“露西”、160万年前的“纳里奥托姆男孩儿”和6万年前的“尼安德特人”骨架。
神奇的非洲
神奇的非洲展览以世界轮椅基金会创始人、中国残疾人福利基金会理事，美国肯尼斯·贝林先生捐赠的非洲珍贵动物标本为基础，还原了野生动物赖以生存的生境，并结合中英文图板和各种新奇的现代化展示技术手段，准确、科学地将非洲大陆具代表性的野生动物栩栩如生地再现于观众面前，充分地展现了非洲大陆的神奇。展览采用360度环形全景画展示技术，地面地形与背景画的自然衔接展现无限透视的原野效果，配合开放式动物景观这一新颖的展示方法，向观众展示恢宏震撼的非洲原野。在西耳厅，观众可以通过“触摸”地球表面的陆地来了解各大洲的动物；通过古长颈鹿和现代长颈鹿两个标本的脖子的鲜明对比，了解长颈鹿脖子变长的秘密；狮子捕猎的场景让观众感受非洲原野的弱肉强食的生存大战。在马赛人的展厅里，观众可以瞭望马赛人的村庄，走进马赛人的茅草屋，感受马赛人的生活气息，近距离的与马赛人观望。足不出户，感受非洲。非洲是一片神奇的土地，相信观众会在这个展览里认识一个全面真实的非洲。
动物--人类的朋友
姿态优美的馆藏珍贵动物标本，集体亮相在北京自然博物馆800多平米展厅内，观者似乎漫游在多姿多彩的“动物王国”，感受动物之美的真谛。真可谓空中飞的、水中游的、草棵里蹦、地上爬的、应有尽有，令人叹为观止……
陈列中的动物标本，不仅包括国家一、二类保护动物如：金丝猴、东北虎、大熊猫、雪豹、江豚、儒艮等，而且还有许多国外提供的部分珍贵标本如：马来熊、双角犀鸟、各种苍鹰等。
“动物——人类的朋友”陈列是以进化论为主线，展示了动物由简单到复杂、由低等到高等的进化过程，以及在相应的生态环境下，各类动物生存的真实景观。特别值得一提的是，陈列中的这些珍贵动物标本制作水平很高，毛皮色泽光润、体态造型完美，再现了动物体生前应有的姿态和容貌。
走进人体
该展览以图文并茂的形式和大量精美的标本为依托，系统展示了人体构造的科学内容，并以朴实无华的视觉语言，向观者讲述人体各器官的结构和功能。
人类要想正确地认识和了解自身，首先应从认识自己的身躯和内部结构开始。毫无疑问，人是生物进化史上的最高顶点，换言之，人又是整个人类社会未来发展史的起点和前提。因此，人类必须站在科学角度认识自己，人的诞生和发展，无疑，是生物进化史上质的飞跃和升华。
公交线路
1、乘坐7、20、35、110、120、692、707、729路，电车105、电车106路到天桥站下车；
2、乘坐832、836、838、917路在天桥汽车站下车；
3、乘坐2、17、36（环形）、69、71、626路到天坛西门下车；
4、乘坐15路到天桥商场下车；
5、乘坐快速公交1线到天坛下车；
6、乘坐6、34路到天桥路口东下车；
地铁线路
1、乘坐地铁一号线至天安门东B口出，换乘2路在天坛西门下车，换乘20、120至天桥下车；
2、乘坐地铁二号线至前门C口出，换乘快速公交1线天坛下车；
3、乘坐地铁五号线至天坛东门B口出，换乘35、707路到天桥下车；
4、乘坐地铁七号线至虎坊桥站C口出，换乘105、15、838等到天桥下车，或者乘坐七号线至珠市口站C口出，乘坐公交或者步行至天桥站即到。
5、乘坐地铁八号线南段至天桥站A口出站即到。
一、本馆基本陈列免费向公众开放。
二、观众凭预约门票免费参观基本陈列（收费项目除外）。
四、本馆参观需要提前预约。
五、酗酒者、衣冠不整者谢绝入馆。未成年儿童需由监护人陪伴。
六、请自觉接受安检，严禁携带易燃易爆、管制械具等危险品入馆。
七、请自觉遵守参观秩序，听从工作人员引导指挥。
八、请自觉爱护公共设施，维护环境卫生，请勿丢弃杂物，请勿在馆内吸烟。
九、如遇我馆重大或临时性活动，请遵从本馆应急安排。
十、未成年人入馆参观时，家长及陪同人员应尽好看护责任，否则后果自负。
北京自然博物馆科普教育部门主要负责观众服务、展厅讲解及开展各种形式教育活动。以展览、研究成果为基础设计形式各样的教育活动，以生动活泼、寓教于乐的方式，提供有关自然科学知识，促进公众开展博物馆学习与休闲。
除了展厅解说、实验乐翻天、科普小课堂等常设活动之外，节假日及寒暑假会特别策划推出特色讲解、夏令营、博物馆之夜、话剧演出等科教活动，同时还开展针对不同公众需求的科学大讲堂、社会大课堂等科学讲座，探索角常年开展特别设计的书吧、做做吧等活动，鼓励少年儿童动手动脑培养对自然科学的兴趣。科普教育部还为学校开展校外教育提供丰富教学资源，通过教学资源包、学习单、教具箱等为辅助学校开展科学教育、到馆参观、科学素质培养提供资源共享服务。
1951年3月经中央宣传部文教委员会批准，中央文化部与中国科学院共同成立了中央自然博物馆筹备委员会，文化部丁西林副部长兼任主任委员，委员包括裴文中、郑作新、张春霖、胡先驌等人。
1951年4月2日中央自然博物馆筹备处正式成立，办公地点设在故宫博物院东华门内的文华殿、传心殿和清史馆，裴文中兼主任。由中央文化部和中国科学院共同发文向全国征集标本和展品，并从全国各地抽调业务与行政干部。当年，原文化部科普局所属的标本制作所和中央人民科学馆全部职工并入中央自然博物馆筹备处，并接收了南京博物院、北海大众自然博物馆以及河北省的大批鸟类标本、珊瑚标本和古脊椎动物等化石标本。到1952年，筹备处已初具自然博物馆的雏形，并在1954年至1956年先后举办了新中国的首批大型展览：“全国矿产资源展览”、“全国农业资源展览”、“解放台湾展览”和“治理黄河展览”等。
1958年5月新馆落成，由历史学家、文学家郭沫若题写馆名。至8月份完成了搬迁工作，随后古生物、动物、植物基本陈列布置就绪。
1959年1月新馆正式对外开放。4月1日，中华人民共和国邮电部发行了纪念邮票1套2枚和首日封1枚。《人民画报》当年第4期用彩色整版向国内外作了重点介绍。“大跃进”期间中央自然博物馆筹备处下放到北京市，隶属北京市文化局。
1962年北京自然博物馆正式命名，古生物学家杨钟健教授任馆长。
1979年古人类学家裴文中教授继任馆长，发起并筹备成立中国自然科学博物馆协会。
1992年9月由香港实业家田家炳先生捐资和北京市财政拨款的标本楼——“田家炳楼”——落成。
1998年7月25日聘任江泽慧教授（女）名誉馆长。
2004年2月聘任原中国科学院植物研究所常务副所长、博士生导师李承森研究员为馆长。
2005年2月原《北京自然博物馆研究报告》改为《自然科学与博物馆研究》，由北京自然博物馆、中国科学技术馆、中国地质博物馆和北京天文馆共同主办。
2008年2月原大连自然博物馆馆长孟庆金研究员接任馆长。
2008年3月入选北京市33座免费开放博物馆。
2008年4月入选北京市首批99家科普基地，被选为科普教育基地和科普研发基地，《大自然》编辑部为科普传媒基地。
2008年5月入选国家文物局首批79家国家一级博物馆。
2008年7月1日正式对社会免费开放
北京自然博物馆先后出版一些有代表性的科研专著和科普读物，如甄溯南的《中国恐龙足迹研究》、蔡其侃的《北京鸟类志》、王鸿媛的《北京鱼类志》、刘思孔与他人合著的《中国蝶类志》及《中国鸟类食毛目的研究》等。馆内有关专家还直接参与了《中国大百科全书》、《中国植物志》等专著的编纂工作。由馆内专家集体编写的科普图书《生物史图说》，1982年由科学出版社出版，深受广大读者欢迎；周国兴研究馆员的《人之由来》被评为全国优秀科普读物；1996年关键研究馆员等撰写的大型科普读物《恐龙时代》一书，被出版社作为优秀图书推荐给读者。科普作家唐锡阳的著作《环球绿色行》一书。甄塑南和周国兴研究馆员曾被中国作家协会授予成绩突出的科普作家称号。