筑面积45257平方米，总投资13亿元，由美国与同济大学建筑设计研究院共同设计。建筑东侧外立面以绿化铺筑与地铁13号线自然博物馆站的出入口相连接。
老馆.上海自然博物馆于1958年开始在老馆址筹建，位于延安东路260号原上海华商纱布交易所大楼内。动物学、植物学分馆分别于1960年、1984年建成植物学、动物学分馆。开办初期接受了英国亚洲文化协会上海博物馆以及震旦博物馆的一些自然标本。老馆自2014年5月12日起闭馆。博物馆主馆展厅面积5700余平方米，曾是中国最大的自然博物馆，