自然博物馆站位于上海静安区大田路山海关路，车站主体位于路口西北角，呈南北向。为上海轨道交通13号线一期的地下车站，2015年12月19日启用。在建设时期，该站又被称为山海关路站，2014年自然博物馆新馆建成后更名为自然博物馆站。自然博物馆站共有两层。地下一层是站厅层，地下二层是站台层。从地面到站台的无障碍电梯靠近南侧的1号口。站厅层南北各有自动售票机与进站闸机，站厅中间有人工服务台与出站闸机。付费区两侧设有自动扶梯和楼梯，中部有多次转折的楼梯。站台层无障碍电梯位于南侧，可在站务员的协助下直接上至站