자연사박물관은 자연사관, 문예역사관으로 이루어져 있다. 자연사관은 중앙홀, 지질관 등 7개 전시실에 지구 46억년의 자연사를 고스란히 보여주고 있으며, 특히 세계에서 단 2점 뿐인 공룡화석 프레노케랍토스와 전남 신안군 압해도에서 발굴해서 복원한 세계적 규모의 육식공룡알 둥지 화석이 전시되어 있으며 공룡모형, 화석, 식물, 곤충, 조류, 어류 표본등 국내 최대 규모로 총 4만여점의 방대한 자료를 소장, 전시하고 있다.

지상 2층, 천 773평 규모의 46억년 지구의 역사를 이해할 수 있는 운석, 광물, 화석, 조포유류박제, 곤총, 식물 및 어류 표본 등 5만여점을 소장 전시하고 있다.
또한 지역적 특성을 살린 자연생태 표본 연출과 관람객들이 직접 만지고 느낄 수 있는 체험코너도 마련되어 있다.

- 육식공룡알 둥지화석 (천연기념물 제535호)

전남 압해도에서 발굴하여 복원한 세계적 규모의 육식공룡알 둥지화석이 전시되어 있다. 국내에서 발굴된 것 중 최대 규모의 화석으로 2009년부터 2년여간 걸쳐 정밀 자체 복원작업을 통해 크기가 41 ~ 43cm에 이르는 국내 최대 크기의 육식공룡 알 19개가 포함된 직경 230cm 무게 3톤에 이른다.
※ 자연사박물관 입장권 1장으로 자연사박물관, 문예역사관, 생활도자박물관 전체 관람 가능