上海自然博物館以“自然·人·和諧”為主題，通過“演化的樂章”、“生命的畫卷”、“文明的史詩”三大主線，呈現(xiàn)了起源之謎、生命長河、演化之道、大地探 珍、繽紛生命、生態(tài)萬象、生存智慧、人地之緣、上海故事、未來之路等10個常設(shè)展區(qū)及臨展廳、4D影院、探索中心等配套功能區(qū)域。展示陳列了來自七大洲的 11000余件標(biāo)本模型，其中珍稀物種標(biāo)本近千件；近1500 平方米的步入式復(fù)原場景，逼真再現(xiàn)生機(jī)勃勃的非洲大草原；“跨越時空的聚會”大型標(biāo)本陣列，匯聚古今中外200余件動植物明星；“逃出白堊紀(jì)”等5個沉浸 式劇場，再現(xiàn)演化史上的大事件；“自然之窗”等26組復(fù)原生態(tài)景箱，致敬自然博物館的經(jīng)典展陳；400個視覺媒體和1套網(wǎng)上博物館系統(tǒng)，滿足自媒體時代的 公眾需求；1500組科學(xué)繪畫，直觀地展現(xiàn)藝術(shù)與科學(xué)的結(jié)合；300 平方米的活體養(yǎng)殖區(qū)，零距離觸摸自然；1200 平方米的“探索中心”，構(gòu)筑觀察發(fā)現(xiàn)、動手實驗、對話探討的樂園；“自然史詩”多媒體秀，打造集科技、人文于一體的藝術(shù)盛宴。
館內(nèi)擁有28萬余件藏品，包括來自華東地區(qū)乃至全國及世界各地的自然界和人類歷史遺物，分別隸屬于植物、動物、古生物、地質(zhì)及人文五大類，其中植物標(biāo)本 15萬余件，哺乳動物標(biāo)本4千余件，魚類、鳥類、兩棲爬行類各1萬余件，昆蟲標(biāo)本近3.3萬件，其他無脊椎標(biāo)本5萬余件，地質(zhì)標(biāo)本5千余件，古生物8千余 件，人文民俗類3500余件。
除了實體場館之外，上海自然博物館還有一套以導(dǎo)覽和教育為主要功能的網(wǎng)上博物館應(yīng)用系統(tǒng)，包括網(wǎng)站、APP和微信三大應(yīng)用模塊。系統(tǒng)通過基于位置感知的漫 游式WiFi定位，融合增強(qiáng)現(xiàn)實、交互體驗等新媒體技術(shù)開發(fā)的資源，向公眾提供實時智能導(dǎo)覽和教育服務(wù)。觀眾可以在展覽現(xiàn)場通過APP進(jìn)行實時學(xué)習(xí)，與專 家進(jìn)行在線交流討論，設(shè)定主題參觀路線，根據(jù)任務(wù)尋找感興趣的化石標(biāo)本，并且可以在離開博物館后通過博物館網(wǎng)站查詢游覽記錄。系統(tǒng)支持PC、手機(jī)、PAD 等多終端訪問，通過用戶UGC模式和專家PGC模式結(jié)合的方式，實現(xiàn)在線資源的自生長。
