博物馆坐落在位于市中心的鸡鸣寺风景区，建筑设计新颖，气势恢弘，风格明快，具有强烈的时代感。总建筑面积8500平方米，其中展览区面积近4200平方米。博物馆以古生物化石为本，以古无脊椎动物、古植物和微体古生物为主，是目前世界上最大的古生物专业博物馆之一。
博物馆藏品丰富，展品精美，其中尤以“澄江动物群”和包括“中华龙鸟”在内的“热河生物群”化石标本最为珍贵，堪称国宝级的化石精品。
博物馆展览讲述一个地球和生命演化历史的故事，内容包括一个“生命的进化” 主题展和十四个专题展。主题展由门厅、上山之路、化石奥秘、地球的起源、前寒武纪、古生代、中生代、新生代为轴线。专题展分别为澄江动物群、恐龙天地、微观世界、生物登陆、无脊椎动物化石大观、二叠纪生物大灭绝、古植物园、海百合化石墙、热河生物群、鸟的起源与演化、恐龙时代的海洋、南京地史演变、南京直立人和“我从哪里来？”。
南京市玄武区北京东路39号
公交：
2路、3路、11路、15路、20路、24路、31路、44路、48路、52路、70路、304路、游1路，鸡鸣寺站下。
