该馆筹建于1956年，是目前全国规模最大的自然博物馆之一。她是一座包括生物学、植物学、动物学、人类学、地质学、天文学等多学科的综合性自然博物馆。1960年动物学分馆在延安东路260号建成；1984年植物学分馆在龙吴路1102号建成；1986年天文学分馆列入上海市“七五”计划，馆址选定在漕溪东路，并已开始前期准备工作。 上海自然博物馆的业务机构有科学教育普及部、动物学部（包括摄影室）、地质与古生物学部（包括标本修复室）、人类学部、资料部（包括图书资料室、录像室、《考察与研究》编辑室、电脑室和复印室）、美术设计部（包括模型制作室、雕塑室）、以及动物标本制作中心、《自然与人》杂志社、馆摄影室等。现有动物学分馆，内设无脊椎动物、鱼类、两栖动物。爬行动物、鸟类和哺乳动物等6个陈列室。馆藏标本十分丰富，有我国特有的大熊猫、扬子鳄、白唇鹿、娃娃鱼等珍品，也有世界上有名的亚洲象、棱皮龟、野牦牛、双峰驼等较珍贵的标本，还有鸟类标本近1000种，8000余件。