浙江自然博物院建筑面积2.6万平方米，常设展厅面积9000平方米，临时展厅面积2500平方米，库房面积5000平方米，有近15万件馆藏标本。浙江自然博物院功能定位为以“自然与人类”为主题，是一个集科普教育、收藏研究、文化交流、智性休闲于一体的现代自然博物馆。
浙江自然博物院以“自然与人类”为主题，以提高公众自然科学文化素养和生态环境保护意识为主旨，把“构建人与自然和谐”作为自己的使命，秉持着“文化惠民 共建共享”的服务宗旨，不仅致力于自然遗产和生物多样性的保护与研究，而且致力于自然生态展览的筹办和生态文化的传播，探求从馆舍天地走向大千世界。
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场馆概况
— 杭州馆 —
杭州馆位于杭州西湖文化广场6号，2009年建成开放。馆舍面积2.6万平方米，常设展厅面积9000平方米，临展厅面积2500平方米，藏品库房5000平方米。
浙江自然博物院杭州馆馆藏20万余件（组），由地球生命故事、丰富奇异的生物世界、绿色浙江、狂野之地–肯尼斯·贝林世界野生动物展和青春期健康教育展五大展区组成，以地球及生命诞生与发展为主线，带领公众一探自然之壮美。
— 安吉馆 —
安吉馆位于安吉县，是411省重点文化基础设施建设项目，是文化强省建设示范引领性项目，总建筑面积6.1万平方米，占地300亩。核心馆区位于安吉县教科文新区，紧邻安吉中南百草园区。
基本陈列定位以“休闲体验”为主，以专题展为特色，由序厅、地质馆、生态馆、贝林馆、恐龙馆、自然艺术馆、海洋馆和临特展馆等组成。按照“国内一流，国际领先”的建设目标，着力打造集科普教育、收藏研究、文化交流、休闲体验于一体的现代自然博物馆。安吉馆于2018年12月28日试开馆。
安吉馆在生态、自然艺术、地质、恐龙、贝林、海洋六大主题博物馆群外，还开设了4D影院、3个临时展厅，4个科普教室和面积数百平米的自然探索中心等。
— 24小时博物馆 —
2022年6月9日，浙江自然博物院打造的“24小时博物馆”在杭州开幕，这是全国首家24小时开放的国有博物馆。博物院把杭州西湖文化广场沿街300平方米的门面房分隔出来，打造成为相对独立的小型博物馆，并延长夜间开放时间。展览以身边的动物、植物和矿物为主题，甄选了浙江地区出现的300余件标本，设置了“元宇宙剧场”，穿插互动展项16个，运用时下的数字技术，呈现海量的藏品信息，配套多元的研学活动。
“24小时博物馆”的开放时间为星期一至星期五每天上午10点半至午夜24时，周末全天24小时开放。博物馆共设有四项课程：探索恐龙世界、大地瑰宝、化石小猎人、火山大爆发科考队。
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基本陈列
— 地球生命故事 —
“地球生命故事”讲述地球46亿年的生命进程，展厅设置“生命家园”“生命诞生”“生命登陆”“恐龙时代”和“哺乳动物时代”五个单元。再现生命大爆发、鹦鹉螺海洋、鱼类时代、蕨类森林、恐龙世界、哺乳动物时代至人类登上生命舞台等复原场景；
— 生物世界 —
“生物世界”集聚地球上各个生物门类的物种代表，再现不同区域典型的生态系统景观，解读生物与环境、生物与人类的关系。设置“多样的生态系统”“丰富的生物类群”“遗传与变异”“生物对环境的适应”“生物与人类”五个单元。
— 绿色浙江 —
“绿色浙江”展厅展示宣传绿色的浙江大地，以有限的空间浓缩浙江大地自然之精华。展览分“浙江的自然”、“浙江的生态”、“环境保护与可持续发展”三个单元。观众可以漫步大型烤瓷地图，浏览浙江的地貌；穿越海岛、湿地和山地等生态场景，领略浙江美丽的景观和丰富的动植物资源。
— 狂野之地 —
肯尼斯·贝林世界野生动物展”采用制作工艺先进、栩栩如生的珍贵动物标本，结合场景复原技术、多媒体技术等手段生动还原了多个不同生态系统的野生动物及其赖以生存的生境，精心布置的生态场景带给观众强烈的视觉冲击力。
— 贝林馆 —
贝林馆以“远方的对话”为主题，设置“炎热非洲” “寒冷北美” “兄弟源缘” “演化适应” “危机与希望”五大板块。通过非洲和北美洲截然不同的生态环境和动物种类的对比，从大陆板块移动、海平面波动、动物的扩散以及演化适应等方面，展示了丰富多彩的动物世界，让观众从更大时空尺度上认识地球生命，了解大自然，了解丰富多彩的生物多样性，体会尊重自然与生物多样性的重要性。
— 生态馆 —
生态馆以“绿水青山的召唤”为主题，设置“生命支持系统——生态系统” “生态系统的价值”和“生态浙江”三个单元，围绕“山水林田湖草是一个生命共同体” “绿水青山就是金山银山”的生态文明理念，采用场景、多媒体和互动装置等展示手段，向观众深入浅出地讲述生态学的相关科学知识，引导公众认识人类对生态系统的影响及引发的危机，思考人类与自然如何和谐共存。
— 恐龙馆 —
恐龙馆展示全球最具代表性的恐龙及其生活，同时也详细展示浙江的恐龙。展厅以时代为主线，用化石标本、全身骨架复原、场景、复原模型和多媒体等手段介绍三叠纪、侏罗纪和白垩纪各时代最具代表性的恐龙，以及恐龙的生理和亲戚。
— 自然艺术馆 —
自然艺术馆围绕自然之美与人类智慧两大部分进行主题展示，设置“宇宙·万象”，“自然万物” “天籁之音” “美的解析” “致敬自然”四个单元。大自然不仅为人类生存提供了物质资源，也用千姿百态的美慰藉心灵；以寻美自然为切入点，从色彩、材质、肌理、构造等角度，从多个视角展示宇宙、地球、生命之美，培养与激发观众发现美和感受美的能力，从欣赏自然进而思考人与自然的和谐共生关系。
— 地质馆 —
地质馆设置“古老的浙江大地” “浙江‘金钉子’的故事” “盆地与火山的世界” “现代地貌形成及史前浙江人”四个单元。采用地质叙事的方式呈现了一系列浙江大地的故事，以“漫长的旅程”开篇，通过时空叙事的方式，讲述浙江大地二十亿年波澜壮阔的史诗，概括性介绍了地球结构、地质年代、生物演化、大陆变迁、气候变化等背景知识。
— 海洋馆 —
海洋馆以“无尽深蓝”为主题，序厅以“生命之源”开篇，设置了“潮起潮落”、“藻林草场”、“珊瑚世界”、“茫茫大洋”、“走向深海”、“极地海洋”、“蓝色浙江”、“蓝色使命”八大板块，通过立体化的体验空间，让观众感受一场从浅海到深海的无尽海洋探索之旅。
